混凝土面板堆石壩病害特點(diǎn)及其除險(xiǎn)加固措施研究

中國(guó)水利水電第五工程局有限公司 四川 成都 610000

1 引言

混凝土面板堆石壩雖然能夠有效的應(yīng)用于水利防水工程中，但是因?yàn)槠涫┕ひ约肮ぷ魇褂弥锌赡艽嬖谳^多的面板開(kāi)裂、滲水等問(wèn)題，在施工中要嚴(yán)格按照規(guī)范和方案要求進(jìn)行。

2 面板堆石壩基本病害類(lèi)型和特點(diǎn)

2.1 面板裂縫 面板裂縫在早期因?yàn)槠錁?gòu)成的混凝土硬化時(shí)的干縮，以及內(nèi)外溫差等性能特點(diǎn)，在施工過(guò)程無(wú)法有效的避免，會(huì)導(dǎo)致其產(chǎn)生細(xì)微的、無(wú)規(guī)律性的輕微裂縫分布。這些細(xì)微的裂縫堆石壩的結(jié)構(gòu)體強(qiáng)度、承載力等各方面性能都沒(méi)有較大的影響，并且隨著使用年限的不斷增加，這些裂縫逐漸趨于穩(wěn)定，但是這些裂縫隨著高度的增加會(huì)呈現(xiàn)出水平發(fā)展的趨勢(shì)，在水壓不斷升高的影響下，壩體極有可能從這些水平裂縫的薄弱處開(kāi)裂，進(jìn)而造成重大的事故發(fā)生‘但是，面板會(huì)因?yàn)橄掠卫Χ鴾p少了上游下面板的裂縫開(kāi)展。裂縫從結(jié)構(gòu)分布位置上來(lái)看，又分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫，結(jié)構(gòu)性的裂縫會(huì)直接影響壩體的承載力性能，對(duì)壩體的安全運(yùn)行影響較大，所以要重視結(jié)構(gòu)性裂縫的防治。裂縫產(chǎn)生的原因除了混凝土硬化養(yǎng)護(hù)過(guò)程中形成之外，裂縫的產(chǎn)生也會(huì)受到壩體各個(gè)部分不均勻沉降的影響，這種沉降受壩體地基、基層的施工質(zhì)量的影響較大，尤其是對(duì)于特殊地質(zhì)條件下的地基處理不到位，會(huì)在以后的運(yùn)行使用過(guò)程中造成巨大的安全隱患。

2.2 面板擠壓受力 堆石壩一般利用預(yù)制混凝土面板的優(yōu)越防水效果以及低成本、方便施工的特點(diǎn)，將混凝土板作為堆石壩重要的防水體系，但是混凝土板的厚度較小，能夠承受的外加壓力和荷載較小，而混凝土板又要承受來(lái)自蓄水階段、支撐體系以及各種結(jié)構(gòu)體擠壓的作用，使得混凝土面板容易因?yàn)閿D壓受力而造成不同程度的破壞，表現(xiàn)為扭曲和加壓斷裂等不良情況。在蓄水期因水壓作用，促使壩體與面板均朝著下游方向開(kāi)始變形。在蓄水期以后由于部分面板遭受大壩制約，其中一小部分會(huì)朝著上游異常變形，然而，大部分面板仍舊會(huì)遭受水壓影響，很大一部分面板于中段朝著下游方向變形，進(jìn)而在面板中出現(xiàn)中部朝下而側(cè)面朝上的這種形式。

擠壓變形一般分為水平和豎直方向上的壓力變形趨勢(shì)，垂直擠壓的壓力一般來(lái)自于蓄水壓力的影響，堆石區(qū)上下游壓力差的出現(xiàn)，導(dǎo)致受壓不能有效的平衡，在這種壓力差之下產(chǎn)生了變形趨勢(shì)。水平擠壓是因?yàn)樗搅芽p的原因，因?yàn)榱芽p的緣故，造成了結(jié)構(gòu)體抗壓能力的下降，上下游因?yàn)榉较蛳喾吹淖冃乌厔?shì)，為混凝土裂縫的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。

2.3 無(wú)法阻止水的滲透力 面板堆石壩是的重要功能體現(xiàn)就是防滲性，面板本身具有良好的防滲性能，但是在面板的連接、搭接位置常常會(huì)伴隨著防滲效果不良的問(wèn)題，因?yàn)槊姘逍枰顾牧系难a(bǔ)充配合，這些止水材料通常是柔性的，而面板的整體剛度較大，如果不能將兩種不同剛性材料有效的結(jié)合，那么隨著使用年限的增加，水利工程的整體防滲效果會(huì)不斷的降低。因此面板縫的處理是防滲施工的重點(diǎn)，通常在施工中應(yīng)該選擇延展性能良好的銅質(zhì)材料來(lái)承受水體的沖擊，如果材料的性能不達(dá)標(biāo)，在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，必然會(huì)導(dǎo)致止水效果不良，引發(fā)較大的安全事故。

3 除險(xiǎn)加固技術(shù)與措施

3.1 基層材料加密 防滲面板需要良好的基層作為支撐，而基層除了能夠提供面板的支撐作用外還要具備良好的密實(shí)性，良好的基層密實(shí)度能夠提供較高的承載力支撐，同時(shí)可以有效的防止水流沖擊造成的基層材料缺失，基層材料的缺失對(duì)于面板的影響很大，會(huì)使面板不能均勻的承受荷載作用，造成面板的裂縫或者斷裂。在日常的運(yùn)行使用過(guò)程中，要做好面板的檢查工作，發(fā)現(xiàn)基層材料空缺流失現(xiàn)象時(shí)，要采用及時(shí)有效的辦法做好補(bǔ)充工作，一般采取灌漿法和局部修補(bǔ)法處理，并對(duì)處理之后的效果進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.2 脫空充填灌漿 基層材料與面板不能以同樣的變形趨勢(shì)發(fā)展時(shí)，一般會(huì)造成基層材料的脫空現(xiàn)象，面板失去有利支撐后會(huì)造成面板脫落等不良病害，一般是在面板的脫空位置，通過(guò)灌漿注射管道，將灌漿液體傾斜的注入到脫空位置，當(dāng)漿液充滿(mǎn)整個(gè)脫空部位，并且均勻的流出時(shí)，表明漿液已經(jīng)充滿(mǎn)了整個(gè)脫空部位，并利用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)處理效果，保證施工達(dá)標(biāo)。

3.3 破損面板修復(fù) 破損面板要及時(shí)發(fā)現(xiàn)。及時(shí)處理，面板破損之后，會(huì)不斷的侵蝕基層以及結(jié)構(gòu)層的穩(wěn)定性和承載力，施工措施是將破損面板全部移除之后，對(duì)該位置在進(jìn)行徹底的清潔，可以利用有效的輔助工具，比如人工風(fēng)鎬、電動(dòng)液壓切割機(jī)等設(shè)備。

3.4 面板裂縫處理 面板裂縫要根據(jù)其裂縫的寬度，選擇適宜的材料和施工方案，比如對(duì)于較大的裂縫首先將裂縫的內(nèi)部用環(huán)氧樹(shù)脂填實(shí)，在裂縫的表面處利用噴涂法噴涂防滲、防水材料，或者在裂縫表面安置防滲蓋片。

3.5 止水修復(fù) 對(duì)于較大的面板堆石壩工程最少要設(shè)置兩道有效的止水結(jié)構(gòu)，已經(jīng)投入使用的面板堆石壩工程對(duì)于中、底部的止水修復(fù)較為困難，對(duì)施工的技術(shù)要求較高，修復(fù)止水效果不佳，止水修復(fù)工作的重點(diǎn)應(yīng)該放在面板堆石壩工程的頂部，及時(shí)的更新存在問(wèn)題的面板，選取性能優(yōu)良的防滲蓋片，將蓋片兩側(cè)經(jīng)由彈性封邊劑完成封邊處理，形成良好的整體性防水體系。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于已經(jīng)投入使用的工程，要及時(shí)做好檢查工作，發(fā)現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題隱患，及時(shí)處理。同時(shí)，也要不斷探索各種加固措施的改良和創(chuàng)新發(fā)展工作，使面板堆石壩更好的發(fā)揮性能作用。