淺談長征水庫混凝土面板堆石壩面板抬動破壞處理方案

張海浪

x摘 要：在混凝土面板堆石壩建設(shè)過程中，面板澆筑后發(fā)生抬動破壞的問題時有發(fā)生。本文結(jié)合長征水庫面板抬動破壞處理實例，提出了以防滲補強為主要目的處理方案，該方案工程技術(shù)可行、施工難度不大、工程投資較省、處理效果較好，可為類似工程提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：長征水庫;混凝土面板堆石壩;面板抬動破壞處理

中圖分類號：TV544 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）02-0109-02

1 工程概況

長征水庫位于貴州省畢節(jié)市大方縣境內(nèi)，工程任務(wù)主要為農(nóng)田灌溉和農(nóng)村人畜飲水。壩址位于長江流域烏江水系六沖河左岸一級支流大水溝，壩址以上流域控制面積為5.44km2。水庫設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇（P=3.33%），校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為300年一遇（P=0.33%），總庫容220.85萬m3，屬于IV等?。?）型水庫。

大壩為混凝土面板堆石壩，壩頂高程為1757.50m，最大壩高59.50m，上、下游壩坡均為1：1.4。壩基覆蓋層為第四系殘坡積層和沖洪積層，厚0.5～7.0m，下伏基巖為三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組第三段粉砂質(zhì)泥巖夾薄層泥質(zhì)粉砂巖、泥灰?guī)r。大壩上游迎水面設(shè)置0.4m等厚混凝土防滲面板，混凝土強度等級為C25，抗?jié)B等級為W8，抗凍標(biāo)號為F150。為適應(yīng)壩體變形，面板共設(shè)置12條張性垂直縫、6條壓性垂直縫，分縫形成19塊條形或三角異形板塊，其中12m寬6塊（MB9～MB14），6m寬11塊（MB2～MB8、MB15～MB18），MB1寬8.31m，MB19寬7.11m。

2 面板抬動破壞過程及主要受損情況

長征水庫大壩面板混凝土于2017年12月21日澆筑完成，隨后進行了面板混凝土養(yǎng)護;2018年3月30日晚，工程區(qū)突降暴雨，致使大壩上游基坑被淹;3月31日早上開始對上游基坑進行抽水，但由于持續(xù)降雨，基坑水位未明顯下降;4月1日降雨時斷時續(xù)，在抽水過程中基坑水位開始下降;4月3日早晨，施工單位在持續(xù)抽水過程中發(fā)現(xiàn)MB11底部出現(xiàn)抬動破壞，隨后通知了業(yè)主及其他相關(guān)單位。

4月9日下午，參建各單位對大壩面板混凝土抬動情況進行了聯(lián)合檢查，受損范圍主要為MB10～MB12面板、MB11局部對應(yīng)的趾板，受損情況示意如圖1。

（1）MB11在周邊縫位置向上游產(chǎn)生抬動變形25～30cm，抬動范圍從周邊縫向壩頂方向延伸9.1m（頂部高程1704.41m）。（2）MB10在高程1700.4m至1702.5m產(chǎn)生多條不規(guī)則裂縫。在1702.22m位置出現(xiàn)一條不規(guī)則通縫，縫寬處緊挨MB11，縫寬為0.03至0.5mm，沿縫往外輻射出多條樹枝狀不規(guī)則裂縫;在1701.80m位置出現(xiàn)一條不規(guī)則通縫，縫寬處緊挨MB11，縫寬為0.03至0.75mm，沿縫往外輻射出多條樹枝狀不規(guī)則裂縫;在1701.40m位置出現(xiàn)一條不規(guī)則通縫，縫寬處緊挨MB11，縫寬為0.05至1.0mm，沿縫往外輻射出多條樹枝狀不規(guī)則裂縫。（3）MB12在高程1701.8m位置出現(xiàn)一條不規(guī)則通縫，縫寬處緊挨MB11，縫寬為0.04至0.4mm，沿縫往外輻射四條不規(guī)則裂縫。（4）MB11左側(cè)周邊縫底部的止水銅片有損壞或脫離面板的情況，其它面板周邊縫位置因無變形外移，底部的止水銅片基本完好。（5）MB11對應(yīng)的ZB10局部出現(xiàn)表面受損、鋼筋頭外露情況。

3 面板破壞原因初步分析

影響混凝土面板破壞的因素有很多，如施工期壩體反向水壓力作用、堆石體的沉降變形不均勻、面板下墊層約束及施工環(huán)境變化等。經(jīng)初步分析，本水庫面板抬動破壞的主要原因為：3月30日至4月1日連日均出現(xiàn)強降雨，山體下滲水匯集于壩體內(nèi)部，形成壩內(nèi)水位較高，降雨后面板外水因抽水降低，而壩內(nèi)水位降低較慢，由此形成面板內(nèi)外水頭差，造成面板抬動，越靠近底部壓差越大，這也是面板底部抬動最大的主要原因。

4 面板破壞處理方案

面板抬動破壞及在其影響下所產(chǎn)生的裂縫，將引起混凝土結(jié)構(gòu)滲漏、鋼筋銹蝕，最終降低結(jié)構(gòu)強度和整體穩(wěn)定性，故受損面板處理應(yīng)以防滲補強為主要目的，處理流程主要包括：受損面板拆除、止水系統(tǒng)封閉處理、重新澆筑新面板、面板裂縫處理、面板脫空處理。

4.1 受損面板拆除與重新澆筑

將MB11高程1704.5m以下受損面板進行拆除，為防止MB11下部面板一次性拆除后上部面板向下滑移造成安全事故，對MB11下部面板分兩次進行切割。首先將左側(cè)6.5m面板切割，切割后先對面板下部損壞區(qū)域進行平整，然后修復(fù)和新增止水系統(tǒng)、重新布置面板鋼筋、澆筑左側(cè)新面板;待左側(cè)新面板強度達到70%以上，再對右側(cè)5.5m面板進行切割、平整、修復(fù)和重新布筋澆筑。

切割時要求上部老混凝土切割面處理平整，平整度應(yīng)在毫米級別，同時為防止分縫處止水銅片遭切割破壞，對靠近分縫50cm范圍內(nèi)面板采用人工敲除。施工過程中應(yīng)加強對上部未拆除面板的變形監(jiān)測及臨時支護。

4.2 止水系統(tǒng)封閉處理

對新老混凝土面板之間、左右側(cè)新澆筑面板之間增設(shè)永久分縫，其分縫止水與原面板、趾板分縫止水系統(tǒng)進行封閉。左右側(cè)新澆筑面板之間分縫設(shè)計同原面板垂直壓性縫，新老混凝土面板之間分縫由W型止水銅片替代為L型，上部設(shè)計同面板垂直壓性縫。

4.3 面板裂縫處理

受面板抬動變形而新增的裂縫與原養(yǎng)護后面板裂縫一并進行處理。對于表面縫寬<0.02mm的Ⅰ類裂縫采用“縫表面涂刷聚脲或采用表面粘貼SR防滲蓋片封閉處理”，對于表面縫寬>0.02mm的Ⅱ類裂縫采用“縫內(nèi)LW+HW化學(xué)灌漿處理+表面涂刷聚脲或采用表面粘貼SR防滲蓋片封閉處理”。由于本文篇幅有限，對面板裂縫的處理不再詳細展開敘述。

4.4 面板脫空處理

根據(jù)面板脫空檢測報告，MB9、MB10、MB11均存在面板脫空問題，對脫空部位應(yīng)進行充填灌漿處理，以提高面板下部料區(qū)的密實度。面板脫空處理應(yīng)在面板封閉及裂縫處理之后進行。

充填灌漿孔采用梅花形布置，間距3m，排距1.5m，孔的布置宜避開面板鋼筋。灌漿材料采用M5.0砂漿并摻粉煤灰，漿液結(jié)石后設(shè)計密度為22.7kN/m3，設(shè)計抗壓強度為5.0MPa。水泥采用P.O 42.5普通硅酸鹽水泥，砂采用質(zhì)地堅硬的中細天然砂，粒徑不大于2.5mm，細度模數(shù)小于2，粉煤灰采用Ⅱ級粉煤灰，初擬配合比為水泥：粉煤灰：砂=1：2：1（重量比），水：（水泥+粉煤灰）=0.45：1，具體應(yīng)通過試驗確定。

灌漿施工程序為鉆孔→檢查脫空情況→預(yù)埋灌漿管→掃孔灌漿→封孔。鉆孔采用手風(fēng)鉆鉆孔，孔徑不小于50mm，鉆孔應(yīng)穿過面板，孔向鉛直。鉆孔結(jié)束后對面板脫空情況進行二次檢查，局部鑿至墊層料區(qū)，檢查結(jié)束后預(yù)埋Ф50PVC灌漿管，管壁與孔壁采用水泥砂漿封堵。充填灌漿采用從下往上重復(fù)灌漿施工方式，同一高程的灌漿孔先灌兩側(cè)孔，再灌中間孔，單孔灌注，每單元面板充填灌漿由面板下部向上部推進，即先充填下部，逐步向上直至最上面的脫空部位。灌漿壓力初擬采用0.015MPa，以孔口壓力表壓力讀數(shù)為準(zhǔn)，控制灌漿壓力，充填時注意對面板的抬動觀察，如有明顯抬動應(yīng)停止加壓或停止灌漿，嚴(yán)禁施灌過程中造成面板新的破壞。灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：在規(guī)定的灌漿壓力下，灌漿孔停止吸漿即可結(jié)束灌漿。灌漿結(jié)束后向孔內(nèi)填塞砂漿，24h后割除孔口管，對混凝土面板鑿孔采用2cm樹脂砂漿抺平。

4.5 趾板受損處理

由于面板抬動過程中擠壓ZB10趾板導(dǎo)致局部破損，經(jīng)檢查受損深度小于5cm，且受損范圍不大，故對受損部位采用樹脂砂漿抹平，同時將外露鋼筋頭截斷即可。

5 結(jié)語

在混凝土面板堆石壩建設(shè)過程中，面板澆筑封閉后必須高度重視壩內(nèi)外水位差的問題，特別是在強降雨之后，應(yīng)緩慢抽取大壩上游基坑水，控制外水位下降速度，以免造成面板抬動破壞。本工程在出現(xiàn)面板抬動破壞后，對抬動較嚴(yán)重的面板采取了拆除重新澆筑，對抬動脫空情況較輕的面板采取了充填灌漿，同時結(jié)合止水封閉和裂縫處理措施，工程技術(shù)可行、施工難度不大、經(jīng)濟性及處理效果較好，可為類似工程提供一些參考。

參考文獻

[1] 陳皓，朱曉玲，姜君.混凝土面板堆石壩面板穩(wěn)定與抬升破壞的關(guān)系[J].人民長江，2007，（08）：110-119.

[2] 劉永開.長調(diào)混凝土面板堆石壩面板受壩內(nèi)反向水壓力作用抬動破壞的分析[J].廣東水利水電，2002（06）：12-13.

[3] 陳玲，王東，周澤澤，易恒如.水電站施工期大壩面板抬動破壞及處理[J].東北水利水電，2018，（09）：5-6+13.