面板堆石壩裂縫分析及防治措施

摘#8195;要 面板堆石壩在施工期或多或少地出現(xiàn)了面板開裂現(xiàn)象，對此，有兩種不同的觀點，一種觀點認為主要是混凝土干縮和溫度應力所造成的，另一種觀點則認為主要是結(jié)構受力變形所造成的對此，本文從面板開裂的實際分布規(guī)律和結(jié)構受力變形方面對裂縫產(chǎn)作的根本原因進行探討。

關鍵詞 面板堆石壩；原因；防治

中圖分類號 TU 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)012-0160-01

1 面板裂縫原因分析

1.1 結(jié)構性裂縫原因分析

混凝土面板支撐體在壩體自重、水壓力等外荷載作用下，產(chǎn)生了不均勻的沉降，導致面板和墊層之間脫空，改變了面板的力學模型，從而產(chǎn)生結(jié)構性裂縫。

混凝土面板結(jié)構性裂縫分為彎曲性結(jié)構裂縫和拉伸性結(jié)構裂縫。

彎曲性裂縫主要由面板法向變形產(chǎn)生，混凝土面板一側(cè)受拉裂開張口，另一側(cè)仍處于受壓狀態(tài)，是純彎、大偏心受拉或大偏心受壓引起的。拉伸結(jié)構性裂縫主要由面板切向（平行面板方向）變形產(chǎn)生，與墊層料開裂的原理相同，其方向為：河谷部位是水平的，兩岸與岸坡大致平行，面板兩側(cè)均裂開，是純拉、小偏心受拉引起的。

1.2 非結(jié)構性裂縫原因分析

非結(jié)構性裂縫是面板在非外力作用下產(chǎn)生的裂縫。產(chǎn)生非結(jié)構性裂縫的原因很多，但最主要的原因是由于面板混凝土在自身和各種外界因素作用下產(chǎn)生收縮變形所致?；炷撩姘褰Y(jié)構體型長而薄，往往由于面板混凝土原材料中的砂石骨料、水泥、施工工藝、防護措施、濕度和溫度變化等原因而造成干燥收縮和降溫冷縮，并受到底部墊層約束，當由此誘發(fā)的拉應力超過面板某截面的抗拉強度時，即在該截面裂開，產(chǎn)生面板收縮裂縫，亦即非結(jié)構性裂縫。

2 預防開裂的措施

2.1 材料

2.1.1 鋼纖維混凝土

為了更好地適應面板堆石壩施工期和蓄水期面板受力變形的特點，建議采用鋼纖維混凝土作為面板堆石壩面板材料。目前，盡管鋼纖維混凝土的單價比鋼筋混凝土要稍貴一些，但在初裂強度、彎拉強度、韌性、抗?jié)B性能及抗凍性能等物理力學指標方面比起普通鋼筋混凝土均有較大的改善，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1）可以很好地限制控制表面張拉裂縫的形成及開裂發(fā)展，還可以限制混凝土收縮所產(chǎn)生的隨機裂縫的形成。

2）可以比普通鋼筋混凝土具有更好的適應變形的能力，能充分發(fā)揮混凝土基體的作用。

3）可適當減小面板的厚度和水泥用量，溫控要求相對一較低。

4）可減少甚至取消鋼筋，從而可大大避免或減少在陡坡上進行鋼筋綁扎作業(yè)的潛在危險，施工較為安全。

5）采用鋼纖維混凝土比普通鋼筋混凝土能更好地控制施工質(zhì)量，另一方面施丁_技術已較為成熟，設備也已配套化，施工更為方便、可提高生產(chǎn)效率。

6）由于提高了面板的抗裂能力和耐久性，可大大減少后期的建設及維修費用因此，其綜合技術經(jīng)濟指標是合理可行的。

2.1.2 墊層料的平整及保護

澆筑面板混凝土之前，必須認真控制好墊層料的平整度，并做好其保護玉作。為盡量減少墊層料對面板的約束影響，在墊層料上均勻噴涂一層乳化瀝表清，使墊層料的磨擦系數(shù)降低。另外，在澆筑混凝上前應當切斷架立鋼筋，起到減小墊層料對面板的剪切力的作用。

2.1.3 面板保溫保濕材料的應用

建議采用聚氨脂等新型優(yōu)質(zhì)保溫保濕材料進行面板表面的快速防護，以減小混凝土面板的濕差應力和溫差應力，同時可充分發(fā)揮其具有較好的自愈能力的特點。此類材料具有無腐蝕影響、制作簡單、性能穩(wěn)定及熱導率低等許多優(yōu)點。由于采用噴涂技術，施工起來方便而且

經(jīng)濟。

2.2 結(jié)構

2.2.1 面板合理分縫

面板在壩肩周邊處呈三維復雜受力狀態(tài)，且多為受拉區(qū)，而面板中部多為受壓區(qū)根據(jù)上述受力特點，同時為利于面板適應邊坡地形變化較大的特點，在大壩周邊部位面板宜采用窄型板;而中間部位面板則宜采用寬型板。此外，澆筑施工時，在面板斜坡向應當合理控制一次澆筑的

長度。

2.2.2 合理配置鋼筋

在采用鋼纖維混凝土的前提下，可根據(jù)鋼纖維的摻量合理調(diào)整面板鋼筋的配筋率目前面板作為鋼筋混凝土結(jié)構一般多采用單層雙向配筋方式，從面板堆石壩實際經(jīng)驗來看，面板中的鋼筋不是配得越多越好，配筋過多將導致面板的柔性減小，適應變形和抗彎拉能力下降，反而不利于面板的受力變形，而且也不經(jīng)濟建議由目前的面板順坡向的0.4%下調(diào)為0.1%或更少，面板壩軸線向由0.3%下調(diào)為0.05%或更少，隨之可相應調(diào)整鋼纖維的摻量。另外，還可適當減小鋼筋的直徑與此同時，還應當合理布置鋼筋，盡可能將鋼筋布置于面板受拉區(qū)部位。

2.3 施工質(zhì)量保證和混凝土養(yǎng)護

面板施工質(zhì)量的好壞是面板堆石壩成敗的關鍵所在，應當嚴格控制面板混凝土澆筑的連續(xù)性、均勻性，施工中做到振搗密實。同時，還必須做好面板混凝土的保溫保濕等養(yǎng)護工作，做好澆筑時的溫度檢測工作，可采用如光柵、光纖測溫等新型理人式檢測儀器設備進行混凝土溫度監(jiān)控。

3 面板裂縫的修補處理措施

1）對于縫寬小于0.2 mm或0.3 mm的裂縫，在表面粘貼柔性材料（GR或SR）防滲蓋片，或涂刷增韌環(huán)氧涂料。

2）對于縫寬大于0.2 mm或0.3 mm、小于0.5 mm的非貫穿性裂縫，首先對裂縫進行化學灌漿處理，然后進行表面處理。

3）對于縫寬大于0.5 mm的裂縫，首先對裂縫進行化學灌漿處理，然后沿縫面鑿槽，嵌填柔性止水材料（GR或SR），并進行縫面封閉

處理。

參考文獻

[1]劉超，張光科.混凝土面板堆石壩面板周邊結(jié)構性裂縫探討[J].東北水利水電，2004，11.

[2]易英仲，吳成源，韋孟康.堆石壩混凝土面板裂縫成因及防治[J].廣西水利水電，2006，03.

[3]高亞，劉勇峰.面板堆石壩面板的裂縫機理分析與防裂措施[J].電網(wǎng)與清潔能源，2009，08.