道塘水库混凝土面板堆石坝面板裂缝成因及修补

导读：【摘要】混凝土面板堆石坝工程造价低，可以就地取材，因此在我国水利工程适用广泛。但面板混凝土较薄，特别是蓄水前面板的养护格外重要。本文主要阐述的就是混凝土面板堆石坝蓄水前养护及裂缝修补问题。文章中第一节简要介绍道塘水库工程概况；第二节叙述道塘水库混..

【摘要】混凝土面板堆石坝工程造价低，可以就地取材，因此在我国水利工程适用广泛。但面板混凝土较薄，特别是蓄水前面板的养护格外重要。本文主要阐述的就是混凝土面板堆石坝蓄水前养护及裂缝修补问题。文章中第一节简要介绍道塘水库工程概况；第二节叙述道塘水库混凝土面板堆石坝面板的大概施工过程；第三节详细介绍混凝土面板裂缝缺陷处理措施第四节分析面板产生裂缝的原因。最后提出混凝土面板堆石坝面板砼连续有效养护的必要性。

【关键词】混凝土面板堆石坝；裂缝；面板裂缝原因；养护

 

 

1 工程概况

道塘水库位于松桃县孟溪镇木耳乡坪南河上，坝址位于木耳乡的道塘与龙头山两村之间。贵州省松桃县道塘水库是一项以灌溉为主，兼有灌区农村人畜饮水等综合利用效益的中型Ⅲ等水利工程，灌区范围包括松桃县境内的孟溪、普觉、寨英、大坪、平头、太平等6个乡镇，灌区人口14.8万人。坝址控制流域面积68.3km，多年平均流量2.2m³/s，多年平均年径流量6940万m³。多年平均气温为16.3℃，最冷月1月平均气温为4.8℃，最热月7月平均气温为27.3℃。大坝正常蓄水位557.00m，死水位526.00m，总库容1940万m³，总灌溉面积为5522.6公顷。

松桃县道塘水库工程主要由拦河大坝、溢洪道、泄洪洞以及灌溉渠系建筑物等组成，道塘水库枢纽工程位于松桃县中部孟溪境内，拦河大坝为混凝土面板堆石坝，坝顶高程561.3m，防浪墙高程562.5m，最大坝高65.3m，坝顶长度192.1m，坝顶宽7m，上游坝坡1：1.4，下游坝坡1：1.5，并在533m高程设马道，马道宽2m，下游综合坡度1:1.545。

道塘水库大坝面板为等厚面板，面积14029m²，厚度0.35m，面板混凝土设计强度等级为C25(R28,二级配)，抗渗等级W8，抗冻等级F100。面板那共计22块，中央9块面板，每块宽12m；左侧面板6块、右侧面板7块，每块宽6m。

 

2 简要施工过程

2007年4月30日第一块面板混凝土开始浇筑，2008年6月29日面板全部浇筑完成；2008年1月13日至2月13日因凝冻导致工程全面停工，前期已完成的11块面板混凝土受到凝冻伤害，2008年3月经初步检查，发现面板出现大量的裂缝，累计约有98条裂缝，裂缝总长约848.5m。在面板混凝土浇筑完成后，2008年10月再次对面板裂缝进行检查，经统计约有269条裂缝，裂缝最大宽度0.6mm，最小宽度0.25mm，均为贯穿性裂缝。

经业主、设计、施工、监理单位详查、分析，面板出现大量裂缝的原因主要有两方面：1）2008年的“凝冻灾害”使面板混凝土受损；2）由于整个工期拖长，面板混凝土浇筑完成后未能采取有效的养护措施。

 

3 面板混凝土裂缝修补

针对面板裂缝缺陷，根据设计单位提出的裂缝化学灌浆的修补方案，现场按照如下施工程序进行面板裂缝修补施工：

判断裂缝状态→布孔→安装注浆嘴及封缝→压风测孔→注浆→表面封堵→工程验收。

 

化学灌浆布置图

 

 

3.1   准备工作：

A.描述：现场查找裂缝，根据裂缝走向进行标示，并绘制出裂缝示意图；

B.记录：根据裂缝的情况填写《混凝土裂缝性状描述表》，并交由监理、施工单位质检人员验收、确认；再进行下一道工序。

C.磨缝：采用手持打磨机沿裂缝进行打磨，打磨的宽度为裂缝两侧各40mm，打磨厚度为3mm；

D.洗缝：打磨完成后采用清水、风枪对裂缝进行洗缝，吹干净裂缝，以保证缝口张开，内无杂物、粉尘和其它影响封缝粘接的污物；进行布置孔位；

E表面封堵：用环氧砂浆封堵；

F.布孔分类：裂缝宽度0.4mm以上的裂缝间隔500mm左右布孔，裂缝宽度0.4mm以下的裂缝间隔300mm左右布孔；

G.开孔：根据规定间距采用打孔机进行打孔，孔深为30mm，直径为27mm的骑缝孔；

H.洗孔：采用清水、风枪对打好的孔进行压风清理。

I.记录：填写《混凝土裂缝缝面打磨清理检查表》，并交复监理、施工单位质检人员验收、确认。

 

3.2   安装注浆嘴：

A.安装注浆嘴：用定位针穿过进浆管，对准孔内缝口插上，然后将注浆嘴压向注浆孔内；

B.固定注浆嘴：采用环氧胶泥对注浆嘴进行堵塞固定，1分钟后抽出定位针应保证定位针不附粘胶，再采用环氧胶泥对孔边缝进行封堵处理；

 

3.3   压风检查：

A.压风开始时间：封缝完成12h后进行压风检查；

B.方法：测孔采用风检、风检压力不能超过灌浆压力的50%，即0.2MPa。检查前先将各注浆嘴接上孔口管，检查1#孔时，将2#孔软管的另一端插入肥皂水中，其它孔封闭。当对1#孔压风，插入2#孔软管的水中出现气泡时，表示1#孔是贯通的。按此方法检查每一个孔的贯通情况，做好详细记录，同时封闭所有的注浆嘴；

C.记录：填写《混凝土裂缝封缝贴嘴压风检查表》，并交复监理、施工单位质检人员验收、确认。

 

3.4   注浆：

A.注浆顺序：注浆时按照从下至上的顺序；

B.注浆设备及材料：设备采用专用化学灌浆泵；材料采用改性环氧灌浆材料；

C.注浆压力：注浆起始压力为0.2MPa，最大压力不超过0.6MPa；

D.注浆方法：先灌注1#、3#、5#、7#孔，展开2#、4#、6#、8#号孔，当2#、4#、6#、8#孔由开始的流出水到流出浆水混后物直至流出纯环氧浆液后，2#、4#、6#、8#，开始并灌，并展开9#、11#、13#、15#号孔，依次类推进行注浆，灌注时要注意相邻孔口的反浆情况，当邻孔反浆后，排掉邻孔中的积水后接通孔管进行并灌，依此方法由下至上逐孔灌注；

E.闭浆：当灌浆吸浆量为0ml/min时，继续屏灌15min再结束灌浆，（屏浆压力0.4Mpa），达到屏浆要求后进行扎管闭浆；

F.记录：填写《混凝土裂缝化学灌浆综合成果表》，交由监理、施工单位质检人员验收、确认。

 

3.5   表面封闭：

A.时间：在灌浆结束7天后进行；

B.方法：铲除注浆嘴，对混凝土有损伤的部位采用环氧胶泥进行处理；

       沿缝涂刷20cm宽1cm厚丙乳砂浆

3.6   验收

施工完成7天后对每一条裂缝及贯穿性裂缝均采用压水检测，压水检测合格标准为透水率(Lu)≤0.1，压水试验压力为0.2MPa。

 

4 裂缝产生的原因分析

道塘水库面板混凝土于2007年4月30日第一块面板混凝土开始浇筑，2008年6月29日面板全部浇筑完成，历时一年零两个月，施工工期较长，期间经历一个低温冬季（2008年凝冻）、两个高温夏季。

对于夏季高温天气施工，施工单位做了一定的温控措施，即：在拌和机和砂骨料堆顶部搭盖凉棚，以降低温度；拌和用水采用附近14-16℃的地下水拌和等温控措施。从现场温度监测数据看，在7月份当气温30℃时，机口混凝土最高温度为25℃，入仓混凝土最高温度为28℃，满足温控要求。面板混凝土压实清光后用湿麻片覆盖，并喷水连续养护。2008年凝冻前，已浇筑完成的面板混凝土未发现存在裂缝。

2008年的凝冻灾害的突然来临，让施工单位措不及防，也无法采取任何补救保温措施，已浇筑完成的面板几乎全部出现裂缝，特别是临近凝冻前浇筑完成的MB13块（浇筑时间2008年1月2日至5日）出现26条裂缝，故此认为低温凝冻是造成面板混凝土裂缝的主要原因之一。

由于种种原因，本工程在2008年6月完成面板混凝土浇筑后，工期拖延较长，一直未能下闸蓄水。后期的喷水养护时有时无，面板长期暴露未能得到有效的养护。2010年4月再次对面板进行检查时发现又出现了32条裂缝，第一块浇筑的MB16块裂缝总计有28条。因此认为面板在下闸蓄水前，应进行连续养护。无连续有效的养护也是造成面板混凝土裂缝的主要原因之一。

 

5 结束语

面板作为混凝土面板堆石坝防渗体系的重要部位，混凝土面板堆石坝在下闸蓄水前，进行连续有效的养护以减少和消除面板产生裂缝的必要手段，也是节约施工成本的有效方法。

 

 

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