水庫混凝土面板堆石壩面板裂縫成因及修補(bǔ)

1 工程概況

道塘水庫位于松桃縣孟溪鎮(zhèn)木耳鄉(xiāng)坪南河上，壩址位于木耳鄉(xiāng)的道塘與龍頭山兩村之間。貴州省松桃縣道塘水庫是一項(xiàng)以灌溉為主，兼有灌區(qū)農(nóng)村人畜飲水等綜合利用效益的中型Ⅲ等水利工程，灌區(qū)范圍包括松桃縣境內(nèi)的孟溪、普覺、寨英、大坪、平頭、太平等6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，灌區(qū)人口14.8萬人。壩址控制流域面積68.3km，多年平均流量2.2m3/s，多年平均年徑流量6940萬m3。多年平均氣溫為16.3℃，最冷月1月平均氣溫為4.8℃，最熱月7月平均氣溫為27.3℃。大壩正常蓄水位557.00m，死水位526.00m，總庫容1940萬m3，總灌溉面積為5522.6公頃。

松桃縣道塘水庫工程主要由攔河大壩、溢洪道、泄洪洞以及灌溉渠系建筑物等組成，道塘水庫樞紐工程位于松桃縣中部孟溪境內(nèi)，攔河大壩為混凝土面板堆石壩，壩頂高程561.3m，防浪墻高程562.5m，最大壩高65.3m，壩頂長度192.1m，壩頂寬7m，上游壩坡1：1.4，下游壩坡1：1.5，并在533m高程設(shè)馬道，馬道寬2m，下游綜合坡度1:1.545。

道塘水庫大壩面板為等厚面板，面積14029m2，厚度0.35m，面板混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C25(R28,二級(jí)配)，抗?jié)B等級(jí)W8，抗凍等級(jí)F100。面板那共計(jì)22塊，中央9塊面板，每塊寬12m；左側(cè)面板6塊、右側(cè)面板7塊，每塊寬6m。

2 簡要施工過程

2007年4月30日第一塊面板混凝土開始澆筑，2008年6月29日面板全部澆筑完成；2008年1月13日至2月13日因凝凍導(dǎo)致工程全面停工，前期已完成的11塊面板混凝土受到凝凍傷害，2008年3月經(jīng)初步檢查，發(fā)現(xiàn)面板出現(xiàn)大量的裂縫，累計(jì)約有98條裂縫，裂縫總長約848.5m。在面板混凝土澆筑完成后，2008年10月再次對(duì)面板裂縫進(jìn)行檢查，經(jīng)統(tǒng)計(jì)約有269條裂縫，裂縫最大寬度0.6mm，最小寬度0.25mm，均為貫穿性裂縫。

經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位詳查、分析，面板出現(xiàn)大量裂縫的原因主要有兩方面：1）2008年的“凝凍災(zāi)害”使面板混凝土受損；2）由于整個(gè)工期拖長，面板混凝土澆筑完成后未能采取有效的養(yǎng)護(hù)措施。

3 面板混凝土裂縫修補(bǔ)

針對(duì)面板裂縫缺陷，根據(jù)設(shè)計(jì)單位提出的裂縫化學(xué)灌漿的修補(bǔ)方案，現(xiàn)場按照如下施工程序進(jìn)行面板裂縫修補(bǔ)施工：

判斷裂縫狀態(tài)→布孔→安裝注漿嘴及封縫→壓風(fēng)測孔→注漿→表面封堵→工程驗(yàn)收。

化學(xué)灌漿布置圖

3.1   準(zhǔn)備工作：

A.描述：現(xiàn)場查找裂縫，根據(jù)裂縫走向進(jìn)行標(biāo)示，并繪制出裂縫示意圖；

B.記錄：根據(jù)裂縫的情況填寫《混凝土裂縫性狀描述表》，并交由監(jiān)理、施工單位質(zhì)檢人員驗(yàn)收、確認(rèn)；再進(jìn)行下一道工序。

C.磨縫：采用手持打磨機(jī)沿裂縫進(jìn)行打磨，打磨的寬度為裂縫兩側(cè)各40mm，打磨厚度為3mm；

D.洗縫：打磨完成后采用清水、風(fēng)槍對(duì)裂縫進(jìn)行洗縫，吹干凈裂縫，以保證縫口張開，內(nèi)無雜物、粉塵和其它影響封縫粘接的污物；進(jìn)行布置孔位；

E表面封堵：用環(huán)氧砂漿封堵；

F.布孔分類：裂縫寬度0.4mm以上的裂縫間隔500mm左右布孔，裂縫寬度0.4mm以下的裂縫間隔300mm左右布孔；

G.開孔：根據(jù)規(guī)定間距采用打孔機(jī)進(jìn)行打孔，孔深為30mm，直徑為27mm的騎縫孔；

H.洗孔：采用清水、風(fēng)槍對(duì)打好的孔進(jìn)行壓風(fēng)清理。

I.記錄：填寫《混凝土裂縫縫面打磨清理檢查表》，并交復(fù)監(jiān)理、施工單位質(zhì)檢人員驗(yàn)收、確認(rèn)。

3.2   安裝注漿嘴：

A.安裝注漿嘴：用定位針穿過進(jìn)漿管，對(duì)準(zhǔn)孔內(nèi)縫口插上，然后將注漿嘴壓向注漿孔內(nèi)；

B.固定注漿嘴：采用環(huán)氧膠泥對(duì)注漿嘴進(jìn)行堵塞固定，1分鐘后抽出定位針應(yīng)保證定位針不附粘膠，再采用環(huán)氧膠泥對(duì)孔邊縫進(jìn)行封堵處理；

3.3   壓風(fēng)檢查：

A.壓風(fēng)開始時(shí)間：封縫完成12h后進(jìn)行壓風(fēng)檢查；

B.方法：測孔采用風(fēng)檢、風(fēng)檢壓力不能超過灌漿壓力的50%，即0.2MPa。檢查前先將各注漿嘴接上孔口管，檢查1#孔時(shí)，將2#孔軟管的另一端插入肥皂水中，其它孔封閉。當(dāng)對(duì)1#孔壓風(fēng)，插入2#孔軟管的水中出現(xiàn)氣泡時(shí)，表示1#孔是貫通的。按此方法檢查每一個(gè)孔的貫通情況，做好詳細(xì)記錄，同時(shí)封閉所有的注漿嘴；

C.記錄：填寫《混凝土裂縫封縫貼嘴壓風(fēng)檢查表》，并交復(fù)監(jiān)理、施工單位質(zhì)檢人員驗(yàn)收、確認(rèn)。

3.4   注漿：

A.注漿順序：注漿時(shí)按照從下至上的順序；

B.注漿設(shè)備及材料：設(shè)備采用專用化學(xué)灌漿泵；材料采用改性環(huán)氧灌漿材料；

C.注漿壓力：注漿起始?jí)毫?.2MPa，最大壓力不超過0.6MPa；

D.注漿方法：先灌注1#、3#、5#、7#孔，展開2#、4#、6#、8#號(hào)孔，當(dāng)2#、4#、6#、8#孔由開始的流出水到流出漿水混后物直至流出純環(huán)氧漿液后，2#、4#、6#、8#，開始并灌，并展開9#、11#、13#、15#號(hào)孔，依次類推進(jìn)行注漿，灌注時(shí)要注意相鄰孔口的反漿情況，當(dāng)鄰孔反漿后，排掉鄰孔中的積水后接通孔管進(jìn)行并灌，依此方法由下至上逐孔灌注；

E.閉漿：當(dāng)灌漿吸漿量為0ml/min時(shí)，繼續(xù)屏灌15min再結(jié)束灌漿，（屏漿壓力0.4Mpa），達(dá)到屏漿要求后進(jìn)行扎管閉漿；

F.記錄：填寫《混凝土裂縫化學(xué)灌漿綜合成果表》，交由監(jiān)理、施工單位質(zhì)檢人員驗(yàn)收、確認(rèn)。

3.5   表面封閉：

A.時(shí)間：在灌漿結(jié)束7天后進(jìn)行；

B.方法：鏟除注漿嘴，對(duì)混凝土有損傷的部位采用環(huán)氧膠泥進(jìn)行處理；

      沿縫涂刷20cm寬1cm厚丙乳砂漿

3.6   驗(yàn)收

施工完成7天后對(duì)每一條裂縫及貫穿性裂縫均采用壓水檢測，壓水檢測合格標(biāo)準(zhǔn)為透水率(Lu)≤0.1，壓水試驗(yàn)壓力為0.2MPa。

4 裂縫產(chǎn)生的原因分析

道塘水庫面板混凝土于2007年4月30日第一塊面板混凝土開始澆筑，2008年6月29日面板全部澆筑完成，歷時(shí)一年零兩個(gè)月，施工工期較長，期間經(jīng)歷一個(gè)低溫冬季（2008年凝凍）、兩個(gè)高溫夏季。

對(duì)于夏季高溫天氣施工，施工單位做了一定的溫控措施，即：在拌和機(jī)和砂骨料堆頂部搭蓋涼棚，以降低溫度；拌和用水采用附近14-16℃的地下水拌和等溫控措施。從現(xiàn)場溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)看，在7月份當(dāng)氣溫30℃時(shí)，機(jī)口混凝土最高溫度為25℃，入倉混凝土最高溫度為28℃，滿足溫控要求。面板混凝土壓實(shí)清光后用濕麻片覆蓋，并噴水連續(xù)養(yǎng)護(hù)。2008年凝凍前，已澆筑完成的面板混凝土未發(fā)現(xiàn)存在裂縫。

2008年的凝凍災(zāi)害的突然來臨，讓施工單位措不及防，也無法采取任何補(bǔ)救保溫措施，已澆筑完成的面板幾乎全部出現(xiàn)裂縫，特別是臨近凝凍前澆筑完成的MB13塊（澆筑時(shí)間2008年1月2日至5日）出現(xiàn)26條裂縫，故此認(rèn)為低溫凝凍是造成面板混凝土裂縫的主要原因之一。

由于種種原因，本工程在2008年6月完成面板混凝土澆筑后，工期拖延較長，一直未能下閘蓄水。后期的噴水養(yǎng)護(hù)時(shí)有時(shí)無，面板長期暴露未能得到有效的養(yǎng)護(hù)。2010年4月再次對(duì)面板進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)又出現(xiàn)了32條裂縫，第一塊澆筑的MB16塊裂縫總計(jì)有28條。因此認(rèn)為面板在下閘蓄水前，應(yīng)進(jìn)行連續(xù)養(yǎng)護(hù)。無連續(xù)有效的養(yǎng)護(hù)也是造成面板混凝土裂縫的主要原因之一。

面板作為混凝土面板堆石壩防滲體系的重要部位，混凝土面板堆石壩在下閘蓄水前，進(jìn)行連續(xù)有效的養(yǎng)護(hù)以減少和消除面板產(chǎn)生裂縫的必要手段，也是節(jié)約施工成本的有效方法。

裂縫 面板 混凝土

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