莲花水库主坝基础混凝土裂缝成因分析及对策.pdf

1 4 8 内 蒙 古 水 利 2 0 1 5年第 3期( 总第 1 5 7期 ) 【 混凝土施工】 莲花水库主坝基础混凝土裂缝成因分析及对策 康 文 利 ( 厦门市汀溪水库管理处， 福建 厦门 3 6 1 0 0 0 ) [ 摘要] 文章就莲花水库主坝基础混凝土裂缝的原因及处理对策进行 了分析。 [ 关键词] 混凝土裂缝； 莲花水库； 裂缝处理 中图分类号： T V 6 9 8 ． 2 3 1 文章标识码： B 文章编号： 1 0 0 9—0 0 8 8 ( 2 0 1 5 ) 0 3— 0 1 4 8— 0 1 为解决莲花水库主坝工程基础混凝土 5 坝段、 6 坝段、 7 坝段局部区域 出现的裂缝 问题， 恢复坝体基础混凝土防渗能 力、 整体性及强度， 必须对基础混凝土裂缝产生的原因进行分 析， 从原材料、 配合 比、 施工工艺、 后期管养等方面查找各种影 响因素， 及时整改并实施有效的补强措施， 确保主坝后续混凝 土施工质量 ， 同时， 优化混凝土浇筑方案 ， 杜绝裂缝再次发生， 保证坝体的施工质量与安全。 1 工 程概 况 莲花水库位于同安区西溪干流莲花溪河段上， 总库容 3 2 8 6 i n ， 防洪库容 1 8 4 3 m ， 为中型水库， 工程等级为Ⅲ级。主坝为碾 压混凝土坝， 坝顶高程为3 0 ． 4 5 m， 最大坝高 2 9 ． 8 5 m， 坝顶长度 3 3 3 ． 0 i n ， 坝顶宽度 7 ． 0 n l ， 坝体上游面垂直。 下游面坡度为 1 ：0 ． 7 5 ， 其中， 溢流坝段位于河床中部 ， 长4 5 ． 0 m， 非溢流坝段分别位 于左右岸， 总长2 8 8 ． 0 m。导流底孑 L 靠近左岸， 孔口尺寸为5 ． 0 11 +1 7 ． 5 m( 城门型) ， 进口底高程7 ． 8 6 m。 取水兼放空管 口靠近右 岸， 采用直径2 ． 6 m钢管， 孔 口底高程 1 3 ． 1 0 I n 。 2 主坝混凝土基础浇筑及裂缝情况 莲花水库工程坝体从左至右分 1 4个坝段进行浇筑施工。 5 坝段 、 6 坝段 、 7 坝段 总长 7 1 m， 5 坝段 2 6 m， 6 、 7 坝段 均为 2 2 ． 5 m， 因5 坝段比较长 ， 坝体基础为斜坡， 高程从 1 ． 4— 5 ． 0 1 1 1 变化 ， 根据设计要求分为5 ～1 、 5 ～2两段进行浇筑。两段分 别经过验收合格后完成第一仓混凝土浇筑施工， 6 和 7 坝段仓 面验收合格后完成第一仓混凝土浇筑施工。浇筑完成、 振捣充 分后 ， 停止浇筑作业 ， 进入定时洒水管养阶段。经发现。 后续 5 坝段基础混凝土局部区域出现裂缝， 随即加强观察养护， 并对 裂缝的缝长、 缝宽、 缝深进行定时监测， 连续几天裂缝缝长、 缝 宽、 缝深均无变化， 包括 6 坝段、 7 坝段后续发生的局部小裂 缝， 缝宽在0 ． 6 5～1 ． 8 3 mm之间， 为贯穿性裂缝 ， 已趋于稳定。 3 裂缝成 因分析 3个坝段裂缝发展情况不一， 均由表及里、 宽窄不一， 为温 度应 力引起的 温度裂 缝 。根据 裂缝 位置 、 走 向、 缝 长 、 缝 宽 、 缝 深及裂缝发展情况， 综合浇筑时的气候气温、 混凝土配合比、 施 工方法以及管养情况研究分析， 总结产生裂缝的原因如下 。 ( 1 ) 水泥品种引起的水化热过大。混凝土拌制采用的是普 通硅酸盐4 2 ． 5 R早强水泥， 水泥出场检验报告 3 d 抗压强度达 到 2 9 ． 4 M P a ， 前期水化热过 大。 ( 2 ) 配合 比级配小间接造成水化热大。采用的配合 比级配 小 ， 混凝土水泥用量大， 单位用水量大， 水化热大， 混凝土 自身 收缩变形大。已浇的 5 ～1 、 5 一 2坝段现场混凝土浇筑采用的 泵送一级配， 6 、 7 坝段采用的是二级配混凝土。 ( 3 ) 岩石基础形成强约束区， 坝段尺寸过大。 4对策 4 ． 1 混凝土裂缝处理 坝体基础混凝土裂缝的处理 目的， 是提高基础混凝土抗渗 能力、 整体性及强度， 其处理措施很多， 因本裂缝发生于坝基础 混凝土上 ， 对防渗能力及强度要求更高， 根据现场观察， 针对 5 ～ 7 坝段基础混凝土局部 区域产生的裂缝性质、 开度 ， 参考裂 缝处理实例 ， 通过测试比较， 掌握各种裂缝处理措施的优缺点， 综合考虑后采用化学灌浆处理， 通过灌浆充填裂缝， 恢复坝体 的整体性 ， 防止渗漏， 并提高坝体强度。 灌浆材料选用杭州国电大坝安全工程有限公司生产的 HK — G一2 低粘度环氧灌浆材料， 低粘度环氧灌浆材料粘度小， 可 灌性好， 与混凝土的粘结强度高， 大于混凝土本身的抗拉强度， 硬化后能与混凝土形成整体， 达到防渗补强的作用。缝面封闭 材料采用预缩砂浆， 预缩砂浆修补厚度不小于 2 5栅 ， 表面要求 压实抹光。灌浆时为阻止环氧浆材向不必要的部位扩散。 在裂 缝和交接部位预先灌注水溶性聚氨酯， 聚氨酯材料具有良好的 亲水性， 遇水( 或遇潮气) 可分散、 乳化进而凝固， 其固结体是一 种弹性体 ， 伸长率达3 0 0 ％， 固结体无毒 ， 且遇水膨胀 ， 具有弹性 止水和以水止水双重功能。灌浆设备采用美国进 口电动增压 式化学灌浆泵。灌浆结束标准按 0 ． 5 MP a压力下 ， 1 5—3 0 rai n 内连续吸浆率小于0 ． O 1 m l ／ m i n ， 且压力不下降时停止灌浆。 化学灌浆结束 1 4 d后， 针对各检测项目要求， 对 5 、 6 、 7 坝段制定的灌浆质量检测方案及检测结论如下 ： ①压水试验 ： 压水试验孔数布置于， 5 一1坝段压水孔 2个 ； 5 ～2坝段压水 孔 5个 ； 6 坝段压水孔 3个 ； 7 坝段压水孔 3个 。现场压水试 验 检测结果为， 所有压水孔在保持压力 0 ． 3—0 ． 4 M P a不下降情 况下， 3 0 ra i n内平均连续吸水率最小值为 0 IMmi n ， 最大值为 0 ． 0 0 1 L ／ rai n ， 满足设计要求。②芯样外观质量检查 ： 取芯检查 浆液充填情况， 5 一1坝段取芯 3个 ， 5 一2坝段取芯 6个。6 坝段取芯 3个， 7 坝段取芯3个 ， 芯样直径 1 3 0 m i l l ， 芯样均取至 基岩面。③芯样抗压强度试验： 抗压强度试验取心 5 一1坝段 取芯 3个 ， 5 一 2坝段取 芯 6个 ， 6 坝段取芯 3个 ， 7 坝段 取芯 3 个， 保存于专用芯样箱内。取芯工作完成后 ， 按规范要求进行 浅析黄河麻地壕灌区水利信息化建设与管理 白 焱等 1 4 9 【 信息化建设】 浅析黄河麻地壕灌区水利信息化建设与管理 白 焱 ， 陆圣女 ， 巴勇强 ( 1 ． 呼和浩特市水利勘测设计院， 内蒙古 呼和浩特 0 1 0 0 2 0 ； 2 ． 呼和浩特市科兆丰水业勘测设计有限公司， 内蒙古 呼和浩特 0 1 0 0 2 0 ) [ 摘要] 文章通过对麻地壕灌区信息化建设管理现状的分析， 结合灌区发展规划提 出了提高灌区管理水平的信息化 建设的方案。 [ 关键词] 麻地壕灌区； 水利信息化建设； 管理 中图分类号： G 2 0 2 文章标识码： B 文章编号： 1 0 0 9— 0 0 8 8 ( 2 0 1 5 ) 0 3- 0 1 4 9一 O 2 0 前言 水利信息化是水利现代化的基础和重要标志， 是发展民生 水利和提高水利管理水平的迫切需要。利用现代信息技术， 通 过信息交流和资源共享， 实现各类水利信息的数字化、 网络化、 智能化 。 全面提升水利为国民经济和社会发展服务的能力和水 平。灌区信息化建设是水利信息化建设的重要内容之一， 通过 对灌区水利信息的采集、 传输、 存储 、 处理和服务， 实现灌区信 息化管理 ， 为管理提供科学的决策依据， 提高管理的效率和水 平 。 1 麻地壕灌区信 息化管理现状 1 ． 1 数据采集处理方式落后 、 效率低 下 灌溉机电设备的生产运行参数和各种用水信息、 实时灌溉 用水参数等均采用人工测量和记录， 采集到的数据信息量少、 实时性和准确性差、 反馈速度慢， 管理人员很难及时全面掌握 灌溉系统的动态运行情况， 不能及时调整调度运行方案。 1 ． 2 缺乏功能强大、 资料齐全的灌区管理数据库 麻地壕灌 区各种基础数据、 设计图纸资料、 历年的灌溉生 产供用水情况记录、 各种重大事件纪要和工程及设备档案等技 术资料都存放在档案柜里， 工作人员翻阅调用困难。各种实时 运行参数及供用水信息资料掌握在专职人员手中， 不能做到公 开共享。 1 ． 3 信息传输系统通道不畅、 准确性差 目前， 灌区各种运行数据、 统计资料 的传输以及管理调度 指令的发布。 仍依赖于传统的电话通讯 ， 数据传输准确性和实 检测 ， 经论证， 各项检测数据以及检测单位的检测结论 ， 表明本 次裂缝处理结果满足要求。 4 ． 2 优 化混凝土浇筑方案 水化热是引起本次裂缝的根本原因， 通过调整骨料级配、 优化矿物掺合料、 减少水泥用量降低水化热等措施 ， 避免后续 混凝土裂缝产生， 具体措施为。 ( 1 ) 将普通硅酸盐 4 2 ． 5 R早强水泥换成普通硅酸盐 P O ． 4 2 ． 5 ， 减小前期水化热。 ( 2 ) 使用三级配骨料( 最大骨料粒径为 4 O～8 0 mm) ， 减少 单位水泥用量。 ( 3 ) 提高粉煤灰等级， 采用一级粉煤灰。更好的减少混凝 土的需水量和改善拌和物质量。 ( 4 ) 改变混凝土入仓浇筑方式， 采用履带吊配吊罐及反铲 入仓方式， 采用 加 ～ 6 0 h i m坍落度的常态干硬性混凝土浇筑， 减少单位水泥用量。 ( 5 ) 增强振捣强度， 保证低塌落度混凝土的密实度。 ( 6 ) 降低骨料温度， 在骨料堆场设置遮阳棚 ， 同时避免高温 时段浇筑。气温较高时， 选择夜间进行仓位浇筑， 并做好混凝 土的温度控制。 ( 7 ) 加强质量控制管理体系建设。在原材料验收、 拌和物 质量控制、 拌和物质量的检验、 现场混凝土入仓控制、 混凝土的 养护、 人员培训等方面进行加强管理。 5 结论 根据裂缝化学灌浆检查结论， 从压水试验、 混凝土内部质 量钻孔取芯观察、 芯样抗压强度检测等资料显示 ， 以及业主、 质 量监督单位、 代建单位、 设计、 监理及施工单位六方联合检查验 收情况看， 5 坝， 6 坝段、 7 坝段裂缝化学灌浆质量是满足要求 的， 混凝土浇筑方案调整优化后 ， 后续混凝土浇筑未再发现裂 缝， 因此本次的处理方案是及时有效的。由于坝体裂缝将破坏 大坝混凝土的整体性强度和抗渗能力， 威胁大坝安全， 在工程 建设过程中， 必须重于预防、 及时处理。 ( 编校 ： 杨亚军 ) 收稿 日期： 2 0 1 5— 0 4— 2 5 作者简介： 康文利( 1 9 6 9一) ， 男， 工程师， 主要从事水利工 程建设与管理。