淺析混凝土輕型壩面板病害及治理

王全道

【摘 要】新中國成立以來，我國為了治理各個河流流域的水患，在當時新建了許多的水利工程。鑒于當初國內(nèi)國情、國力和材料的影響，使得當時的水利工程項目中大多都是以輕型壩體結(jié)構(gòu)為主的。這類水利工程經(jīng)過多年的使用逐漸產(chǎn)生了各種病害和問題，其中以面板病害問題最為突出。本文從混凝土輕型壩面板病害產(chǎn)生原因入手，闡述了有關(guān)病害治理措施。

【關(guān)鍵詞】輕型壩；混凝土；面板；病害；裂縫

在水利工程項目中，大多數(shù)的輕型壩都是以混凝土結(jié)構(gòu)為主的，都是以鋼筋混凝土作為原材料進行施工。但是這類工程經(jīng)過多年的運行，使得絕大多數(shù)的輕型壩面板結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了嚴重的裂縫和其他質(zhì)量隱患，由此形成了碳化、滲水等質(zhì)量危害，不僅給整個水利工程的耐久性、整體性造成影響，甚至是威脅著下游人民的生命財產(chǎn)安全。為此，在工程施工建設(shè)中我們有必要對混凝土輕型壩面板病害問題進行研究，提出有關(guān)的預(yù)防和控制措施。

1.混凝土輕型壩面板病害產(chǎn)生原因分析

在當今水利工程施工建設(shè)中，混凝土輕型壩面板與堆石壩面板存在著極大的差異，其最根本的原因在于工作環(huán)境的差異上。一般而言，在工程項目中，混凝土輕型壩面板在工作中主要受到的影響在于空氣、陽光以及自然災(zāi)害等，從而引發(fā)不良反應(yīng)和故障，使得整個面板壩產(chǎn)生質(zhì)量隱患。而面板堆石壩結(jié)構(gòu)的問題一般出現(xiàn)都是在施工環(huán)節(jié)，因為施工技術(shù)的不合理而引起的。為此，在工程項目中，對于裂縫以及其讓他病害的出現(xiàn)必須要給予高度重視，從結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工以及管理等多個方面進行深入研究。

1.1面板病害分析

在當今的水利工程項目中，絕大多數(shù)的水利工程都是以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，以連拱壩作為主要的施工形式，這類型的工程項目中，一般所采取的施工技術(shù)、設(shè)計方案都是大同小異的，因此其面板病害的出現(xiàn)也存在著一定的相似性。

在混凝土工程施工當中，因為受到混凝土本身特性的影響，使得整個混凝土中經(jīng)常會產(chǎn)生質(zhì)量隱患和脆性變化，這種問題一旦出現(xiàn)，必然造成結(jié)構(gòu)整體性和剛度差異，給整個工程施工造成不必要的影響，嚴重影響到工程結(jié)構(gòu)的日后運行效率和耐久性，甚至是引發(fā)嚴重的社會性災(zāi)害。

1.2面板病害產(chǎn)生原因

1.2.1面板結(jié)構(gòu)病害

在當今的工程項目中，絕大多數(shù)的水利工程壩體都是以輕型壩為主的，同時這類壩體結(jié)構(gòu)也主要體現(xiàn)出連拱壩的特征。在這類工程項目中，重力壩主要是依靠自身產(chǎn)生的抗滑力度來維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和整體性，從而使得整個混凝土結(jié)構(gòu)整體性得到保障。在工程中，連拱壩的施工大多都是采用混凝土與砌石結(jié)構(gòu)為主進行的，而壩軸線一般都是以直線為主的，剖析其橫截面，主要是以三角形為主，混凝土級配是以三級為主的。在這種大壩結(jié)構(gòu)體系中，大壩上游面混凝土碳化程度較輕，但是由于受到高強度水流的侵蝕和凍融現(xiàn)象，容易呈現(xiàn)出較低的凍融現(xiàn)象，并且在水利工程中，混凝土面板除了常規(guī)施工的缺陷之外，更是容易受到溫度和應(yīng)力的影響而產(chǎn)生巨大的裂縫，以及出現(xiàn)由于裂縫引起的滲水和鋼筋銹蝕缺陷。

1.2.2施工病害

在過去的工程施工當中，由于受到當時社會生產(chǎn)力、生產(chǎn)技術(shù)水平、人員管理策略、設(shè)備選用等多個方面的因素控制，使得整個工程整體施工質(zhì)量存在著一定的隱患。雖然在當時來說這類工程可謂是最為先進的工程項目，但是經(jīng)過幾十年的使用和外界自然環(huán)境因素的影響，使得整個混凝土輕型壩面板上存在著許許多多的病害和隱患。嚴重的影響了壩體結(jié)構(gòu)整體性，甚至是引發(fā)其他的質(zhì)量問題，給壩體結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性造成影響，甚至給下游人民生命財產(chǎn)帶來威脅。

1.2.3維修問題

在以往的工程項目中，對于壩體工程的維修加固工作開展都是采用定期加固和處理為主的，維修管理人員通常都是對連拱壩產(chǎn)生病害的問題進行加固和施工，而對于那些已經(jīng)出現(xiàn)質(zhì)量問題且病害不是很明顯的部位一直沒有給與應(yīng)有的認可和重視，這就造成了整個工作當中產(chǎn)生著問題，并沒有達到預(yù)計工作要求，使得整個工作還存在著一定的質(zhì)量隱患。

2.混凝土輕型壩面板病害治理措施分析

在當今社會經(jīng)濟發(fā)展中，為了進一步提高水利工程大壩的使用性能，防止面板出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，我們決定采取一定的治理措施。由于案例大壩的擋水板面在施工中設(shè)計的結(jié)構(gòu)較為單薄，再加上幾十年的應(yīng)用與運行，使得面板受到嚴重的侵蝕，遠遠不能滿足大壩應(yīng)有的擋水功能與結(jié)構(gòu)強度需求，再加上大壩的表面碳化現(xiàn)象較為嚴重，因而我們在研究商議后，決定對大壩的面板進行整體全面的防滲加固處理和防碳化處理，繼而再對整個大壩進行全面的加固維修。由于該壩無放空設(shè)施，只能利用發(fā)電將庫水位降至120m高程，上游水深仍有25m左右，而在水下對面板進行防滲處理和加固的難度較大，因此主要采取在面板背水面進行防滲和加固的措施。工程包括：面板迎水面120m高程以上噴涂l0mm厚的聚合物水泥砂漿，噴漿面積2164m2；面板背水面120m高程以下環(huán)氧砂漿涂刷面板2164m2，120m高程以上噴涂l0mm厚的聚合物水泥砂漿，噴漿面積2084m2，對集中滲漏點采用聚氨酯鉆孔灌漿490m。噴涂前，對面板進行清理，沖洗干凈。對不滲水的裂縫、伸縮縫（縫寬小于0.2ram）用增厚型環(huán)氧涂料涂刷，厚度為2mm。對滲水裂縫及縫寬大于0.2mm的裂縫，采用水溶性聚氨脂化學(xué)灌漿。噴涂施工方法為：首先噴涂1mm厚的膠乳凈漿，然后分兩次涂刷聚合物水泥沙漿，厚度為9mm；在水泥初凝前再用膠乳凈漿抹平；噴涂結(jié)束后，灑水養(yǎng)護35h以上。在完成了防滲加固處理方案后，經(jīng)過一段時間的試運行，證明了這種加固方案與治理措施是一種非常有效的方法，大壩的整體防滲性能良好。

3.工作優(yōu)勢

（1）案例連拱壩面板病害主要是裂縫引起的滲水、析鈣和鋼筋銹蝕。根據(jù)裂縫產(chǎn)生的機理，對兩邊拱除進行防滲處理外，尚需加強結(jié)構(gòu)剛度，采用鋼纖維混凝土加固處理是合適的，但應(yīng)采用澆搗施工，而不應(yīng)采用噴射施工，因為噴射施工混凝土的密實性不夠，達不到防滲要求。

（2）平板支墩壩面板主要病害是混凝土溶蝕產(chǎn)生的滲漏、析鈣和鋼筋銹蝕以及混凝土碳化，削弱了面板的強度和防滲能力。采用聚合物砂漿和環(huán)氧砂漿進行全面防滲處理效果較好。

（3）要重視混凝土面板的耐久性問題。混凝土的抗凍標號是反映混凝土強度、抗凍和抗?jié)B等性能的一個綜合性指標，設(shè)計要根據(jù)工程的重要性、運行環(huán)境和施工水平，提出明確要求。

4.結(jié)束語

總之，施工時應(yīng)重視混凝土原材料質(zhì)量、配合比選擇、混凝土澆筑的密實性、混凝土的養(yǎng)護和保溫，防止施工期裂縫的生產(chǎn)。運行期應(yīng)加強對面板裂縫等缺陷的檢查和修補，嚴寒地區(qū)冬季還應(yīng)限制最低水位運行。這對延長面板的正常使用年限有著重要意義。 [科]

【參考文獻】

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