松山引水工程面板混凝土表面裂缝检查和处理.pdf

2 0 0 9年 2月 第 3 7卷 第 1期( 总第 2 0 0期) 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c P o we r Fe b 20 0 9 Vo 1 3 7 No 1( S e r No 2 0 0 ) 松 山引水工程面板混凝土表面裂缝检查和处理 Ex a mi n a t i o n a n d Tr e a t me n t o f S l a b Co n c r e t e i n S o n g s h a n W a t e r I n t r o d u c i n g P r o j e c t 徐 伟 ( 松 江河发 电厂 ， 吉林抚 松1 3 4 5 0 0 ) 摘要 ： 根据混凝 土面板坝施工 的特点并综合 考虑松 山引水工程坝 址处 的 自然环境等 因素 ， 对其面板混 凝土表 面 由于混凝 土下缩 、 坝体沉降等产 生裂缝的原 因进行 了分 析 ， 介 绍 了面板 坝混凝 土表面裂缝 的检查及 针对 I、 、 类裂缝 的处理方法 。经过 5 多 年的运行 ， 证 明所采取 的处理 措施 安全可行 。 关键词 ： 裂缝检查 ； 混凝土 ； 面板堆石坝 ； 松山引水工程 中图分类号 ： TV6 9 8 2 3 1 ； TU3 7 5 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9 5 3 0 6 ( 2 0 0 9 ) O l 一 0 0 3 5 0 3 现代混凝土 面板坝 由于投资省、 建设 周期快 ， 自2 0 世纪 8 O年代以来在我国得到了迅速的发展 ， 到 目前为止 已建和在建 的面板坝工 程 已超过 1 0 0 座 ， 最 大 坝高达 到 了 2 3 3 m。 从 国内外 已建成 的面板坝来看 ， 一直 困扰着人 们的是面板 的裂缝 问题 ， 几乎所有的面板坝均不同 程度地存在裂缝， 由于面板混凝土裂缝是混凝土在 结构应力、 混凝土干缩和冷缩等综合作用下产生的， 因此 在 目前 的情 况 下 ， 基 本 不 能 完全 避 免 混 凝 土 面 板 出现裂缝 。 混凝土面板产生 的裂缝 多为微裂缝， 一般不会 影响大坝的正常运行 ， 一些观点甚至认为面板细微 裂缝的存在是允许的， 可以不处理 。 但混凝土面板是 面板堆石坝的主要 防渗屏障， 裂缝 的存在不仅影 响 外观 ， 而且对坝体的耐久性会产生较大的影响。 特别 是 当裂缝足够大以至于产生渗漏时 ， 将会对坝体形 成破坏 ， 严重时有可能造成坝体填筑料流失 ， 从而造 成面板脱空 、 塌陷， 因此如何对混凝土面板裂缝进行 封 闭 ， 是 当 前 混 凝 土 面 板 坝 防 渗 处 理 的 一 个 重 要 课 题 。 1 工程概况 松山引水工程位于吉林省抚松县境内第二松花 江支流漫江上 ， 水库总库容 1 3 3 1 0 m。 ， 调节库容 1 0 7 1 0 m。 ， 为不完全年调节水库。松山引水工程 本身不承担发电任务 ， 主要通过漫松引水洞将漫江 水 引入 小 山库 区 ， 增加 小 山及后 续 电站 的汇水 面积 ， 提高电站年发电量。松山引水工程由混凝土面板堆 石坝、 岸坡式溢洪道和引水系统组成 。 松山混凝土面 板堆石坝处于高寒 山区， 最大坝高 8 0 8 m， 坝顶高 程 7 1 3 8 m， 坝顶长 3 0 2 2 m， 坝顶宽度 8 0 m， 大坝 上游坝坡 1：1 4 ， 下游平均坝坡 1：1 4 ， 总填筑工 程量 1 3 2万 m。 ， 堆石料采用新鲜的安山岩。 松山钢筋混凝土面板坝坝底 高程 6 3 3 0 m， 坝 顶高程 7 1 1 0 m， 最大坡长 1 3 4 1 6 m， 面板厚度 t 在 3 O 5 8 c m 之 间 按 直 线 变 化 ， 满 足 t 一 0 3+ 0 0 0 3 5 H关系 ( H 为距坝顶高程) ， 设计混凝土方 量 1 8 6 1 0 m。 。松 山混 凝土 面板 共 2 7 块 ， 中间受 压 区面 板 宽 1 2 m， 两 侧受 拉 区 面板 宽 6 m。面 板混 凝 土 为 C3 0 W8 F 3 0 0 ( 5 2 5号 中 热 硅 酸 盐 水 泥 、 天 然 河沙及人工碎石骨料) 。混凝土面板分 2 期施工，I 期高程 6 6 9 0 m， 于 2 0 0 0年 1 0月完成施工 ， 期高 程 6 6 9 0 7 1 1 0 m。 于 2 0 0 1年 1 0月完 成施 工 。 2 面板裂缝检查 2 0 0 1 年 4月对 松 山 I 期 混凝 土 面板进行 了裂缝 检查 ， 共发现 3 3条裂缝 ， 均呈水平 向分布 。2 0 0 1年 1 O月对 I 期面板进行复查并对 I I 期面板进行裂缝 检查 ， 共发现 8 9条裂缝 ， 其 中 I 期面板裂缝 4 2条， 新 增 9条 ； I I 期 面板裂 缝 4 7条 。在 对混 凝土 面板 裂 收 稿 日期 ： 2 0 0 8 1 1 一 O 5 作者简介 ： 徐伟 ( 1 9 7 5 一) ， 男， 工程 师 ， 从 事水 工专业技 术与管理工作 。 3 5 2 0 0 9年 2月 第 3 7卷 第 1期( 总第 2 0 0 期) 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c Po we r Fe b 20 0 9 Vo 1 3 7 No 1( S e r No 2 0 0 ) 缝进行统一标准的分类后于 2 0 0 2年 3月对松 山混 凝土面板进行了第三次详细检查 ， 共发 现裂缝 1 4 7 条 。 2 1 裂缝分类标准 依据大坝混凝土面板缺陷处理技术要求 ， 按裂 缝 宽 、 深 分为 3类裂 缝 。 I 类 ： 最大宽度小于 0 3 mm， 最大深度不大于 5 c m 。 类 ： 最 大 宽 度 大 于 或 等 于 0 3 mm、 小 于 1 0 mm， 最大深度不大于 1 5 c m。 类 ： 最大宽度不小于 1 0 mm， 最大深度不小 于 1 5 c m 。 2 2 检查 方法 采用钢尺对裂缝长度及裂缝所处的相对位置进 行测量， 对裂缝宽度采用 J G4 1 0型读数显微镜进行 测量 ， 对于裂缝深度测试则采用 了美国捷姆斯仪器 公司生产的混凝土状况测定仪 ， 并对具有代表性的 裂缝进行取芯检查 。 2 3 裂缝检查结果 检查数据统计见表 1和表 2 ， 裂缝的分布和长 度、 深度具有以下特征 。 a 从 裂缝位 置分 布看 ， 裂 缝 主要集 中在高程 6 5 8 6 6 5 m、 6 8 O 6 9 2 m2个区域 内。尤其 以 B l l 、 B 1 8 、 B 1 9 、 B 2 0 4块 面板 的裂缝 数量 为多 。 b 裂 缝 以水平 方 向为主 。 C 裂 缝 长 度 较 长 ， 贯 穿 面 板 宽 度 的 裂 缝 达 到 8 5 6 。 d 根据检测结果 ， 裂缝内部宽度一般小于表面 宽度， 且裂缝宽度与深度存在一定的正比例关系。 宽 度较大的裂缝深度也较大 ， 深度最小值 5 7 c m， 最 大值为 2 5 3 c m， 未发现贯穿至面板底部的裂缝 。 表 1 松 山大坝面板混凝土裂缝统 计 取芯位置 编号 最 大宽度 mm 类 别 取芯深度 c m 深度检查结果 3 面板裂缝成 因分析 根据 混凝 土面 板坝 施工 的特点 并综 合考虑 坝址 处 的 自然 环境 等 因 素 ， 松 山大 坝 面板 混凝 土 产 生裂 缝 的主要 原 因如下 。 3 1 混凝土本身性能的影响 面板混凝土施工一般采用滑模方法 ， 要求面板 混凝土拌和物具有较高的流动性和粘聚性 ， 以保证 面板混凝土拌和物在输送过程中不产生分层离析现 象 ， 这样势必会提高面板混凝土的砂率和水泥用量 ， 从而增大面板混凝土的干缩变形值。 3 2 坝体沉 降 的影 响 36 根据已获得的观测资料， 混凝土面板堆石坝坝 体 在施 工期 必然会 发生 不 同程 度 的水平 位移 和垂直 位 移 。因此 坝体变 形 的不均 匀引起 混凝 土面板 受力 不均匀 ， 导致面板混凝土的薄弱部位产生裂缝 ， 并促 使 已有裂缝进一步发展。 3 3 保护措施不到位的影响 2 0 0 1年 1 0月松 山大坝面板浇筑完工后 ， 共发 现裂 缝 8 9条， 次年 3月 中旬发现面板裂缝 增加到 1 4 7条 ， 其 中 B 1 2 B 2 0几块面板裂缝较多 ， 由于这 几块面板在冬季发生了保温材料滑落 ， 保温效果较 差造 成混凝 土局 部开 裂 。 3 4区域 气候 的影 响 由于松山大坝处在东北高寒山区， 气候干燥、 昼 2 0 0 9年 2月 第 3 7卷 第 1期( 总第 2 0 0期) 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c P o we r Fe b 2 00 9 Vo 1 3 7 No 1( S e r No 2 0 0 ) 夜 温差 较大 。 白天 日照时 间长 ， 面板 混凝 土表 面 温度 最高达 4 O 5 0 C左右， 造成混凝土表层失水过快。 而夜晚山区温度较低 ， 一般为 2 0 l C左右 ， 秋季夜晚 温度则更低 ， 构成昼夜温差较大， 由此引起 的混凝土 干缩变形值远远大于标准条件下 的混凝土 干缩变 形值 。 4面板裂缝处理 4 1 裂缝 处理 的 时 间及 范 围 松山大坝面板裂缝处理选在 2 0 0 2年 3月下旬 的低 温季 节进行 。 处 理范 围 自裂缝 边缘 起 ， 非 贯 穿 面 板 宽度 的裂缝各 向外 延 1 0 m。 4 2 裂缝 处理 方法 I 类缝 采用 表 面清理 加保 护 的方法 处理 ； 、 类缝 采用凿 槽嵌 缝 灌浆 加 表 面清 理保 护 的方 法 处 理 。 a I 类缝 。将裂缝两边各 1 2 c m 的混凝土表面 打磨清洗干燥后 ， 采用两布三胶的修补工艺处理 ， 即 骑 缝 涂刷 2 0 c m 宽 、 1 0 mm 厚 HJ聚 合 物胶 粘 剂 ， 并用 2 0 c m 宽玻璃丝布粘贴裂缝表 面， 待胶粘剂干 燥后， 涂刷 2 0 c m宽 、 1 0 mm 厚 HJ聚合物胶粘剂 ， 并用 2 0 c m 宽玻璃丝布粘贴裂缝表面 ， 最后再涂刷 2 0 c m 宽 、 1 0 mm厚 HJ聚合 物胶 粘剂 。 写作 知识 b 、 类缝 。 、 类缝采用化学灌浆和表面 粘贴相结合 的施工方法 ， 化学灌浆采用 H J J高分散 性补强灌浆液 ， 工艺如下 ： 对裂缝两侧混凝土进行打 磨处理一骑缝钻孔一清理混凝土基面一埋设灌浆嘴 一两布三胶封缝一 试漏检查一配料灌浆一2 4 h后 采用单点法压水试验检测灌浆效果一拆除灌浆嘴一 均匀涂刷两层胶粘剂一粘贴玻璃丝布一表面涂刷两 道胶粘剂一缝面修整 。 4 3 裂缝处理的质量检查 a 检查标准： 每条 、 类缝至少有 1组压水检 布 ； 采 用 单 点 法 压 水 试 验 ， 压 水 检 查 压 力 为 【 J h MP a ， 缝面透水率不大于 0 3 L u为合格 。 b 裂 缝 处 理 效 果 检 查 。对 于 采 用 化 学 灌 浆 的 1 4 3条裂缝 ， 均采用单点法压水试验进行 了检查， 从 试 验结 果 看 ， 透 水 率均小 于 0 3 L u的设计 标 准 。 5 结语 松 山混 凝 土 面板 堆 石 坝 已安 全 运 行 了 5年 ， 期 间松山大坝经历了 8次高水位及多次水位骤升骤降 的考验 ， 坝体渗漏 量没有明显变化 ， 各项 监测数据 正 常 。 科技论文 中摘要 的写法 ( 编辑 田淑 华 ) 依据国家GB 6 4 4 7 8 6标准 ， 一篇科技论文要有文摘， 使读者不用阅读全文便可知文章 的主要 内容。我 刊要 求在文章的前面有 2 0 0字左右的指示性文摘 ， 即摘要 。摘要有四要素 ： 目的、 方法、 结果及结论 。“ 目的” 即研 究、 调查等的前提 ； “ 方法”即所用原理、 材料 、 工艺等 ； “ 结果” 即试验 、 研究的结果、 数据 ， 得到的性能等 ； “ 结论 ” 即通过 分析 、 研 究 、 比较试 验 、 研 究的 结果 、 数据 ， 得 到评 价 、 应 用 等 。 摘 要 除应 注意反 映 新 内容 、 作者特 别 强调 的观 点 、 合 乎语 法 外 ， 还应 注意要 用第 三人 称 写 法 ， 不 必使 用 “ 本 文 ” 、 “ 作 者 ” 作 为 主 语 ， 应采 用“ 针 对 ，采用方法， 进行 了， 效果， 结论是” 等方式， 不要 简单重复文章题 目中已有 内容。 例 1 ： 基 于 AR模 型 的输 电塔 结构 风荷 载模 拟技 术 目的 近年来强风对输 电铁塔的破坏情况十分严重。 方法 采用时间序列分析 中的 AR模型方法来求取铁塔上脉动风的随机过程， 研 究了脉动风速和脉动 风 压 的概 率统计 方 法 。 结果 找 出 了适 合输 电铁 塔 的 自回 归模 型 的阶 数 。 结论 实现 了考虑空间相关性影响的输 电铁塔水平脉动风压 时程模拟 ， 计算快速准确。 同时给 出了工程 应 用 实例 ， 结 果合 理 。 例 2 ： 汽轮机 组 真 空 系统漏 泄 的治理 目的 真 空 系统严 密性 存在 问题 。 方法 对低压缸凹窝处、 低压缸前后轴封 以及低压缸与凝汽器连接处的漏泄进行 了原因分析 。 结 果 通 过对低 压 缸 结合 面处 和低压 缸 轴封 处 的治理 ， 真 空度提 高 了 0 8 k P a 。 结论 机 组 的安全 性和 经 济性都 得到 了提 高。 本 刊编 辑部 37