3#副坝

3#副坝（精选3篇）

3#副坝 篇1

摘要：文章介绍了高压旋喷灌浆技术在广西宁明县安农水库3#副坝除险加固工程中的应用。

关键词：高压旋喷灌浆,3#副坝,除险加固

1 工程概况

安农水库坝址位于广西宁明县亭亮乡安德村、左江小支流安农溪中游,坝址距宁明县32 km,距崇左市30 km,由主坝、1#至5#副坝、溢洪道及输水设施等建筑物组成。3#副坝除险加固工程坝址位于广西宁明县亭亮乡安德村渠逢屯,距主坝5 km,是安农水库除险加固工程Ⅰ标段,坝长672 m,最大坝高12 m,坝顶宽度5.1m。它是一座以灌溉为主,兼顾防洪、养鱼等综合利用的中型水利工程。水库下游有湘桂铁路、南宁至友谊关高速公路等重要基础设施。

3#副坝属灰岩峰丛洼地,两岸山体基岩裸露,峰顶高程213.8～293.6 m,洼地高程160～173 m。坝体为黏土斜墙坝,填土来源于洼地松散堆积物、左坝肩砂泥岩的残坡积层及全风化层,而斜墙黏土主要来源于洼地松散堆积物。坝体填土来源较杂,主要有灰黄色夹灰白色黏土、紫红色夹灰白色砂质黏土及粉质黏土等,成分掺杂,分层不清。坝体以中等透水性为主,局部为强透水性,不满足规范要求,防渗斜墙渗透性也不满足要求。

本工程由广西水利电力勘测设计研究院设计,南宁河海工程建设监理有限责任公司施工监理,广西海河水利建设有限责任公司施工承建。根据地形、地质条件、水头等情况,设计单位采用“高压旋喷灌浆”方案。高压旋喷灌浆孔沿坝顶轴线方向单排布置,中心线位于坝顶中部,孔距为1.0 m,分2序孔进行。在坝体及坝基砂质黏土层一定范围进行高压旋喷灌浆,其中在中间坝高较高部位灌入坝基砂质黏土层9 m,两侧坝头坝高较矮部位灌入坝基砂质黏土层厚度逐渐减小至4 m,高压旋喷最大孔深18 m。

2 高压旋喷灌浆施工工艺

高压旋喷灌浆采用三重管喷射工艺。分2序施工,2序喷灌间隔时间为7 d。经过对部分开挖连接墙段的观察和分析发现,当第Ⅰ序墙体的强度不够而需,切割时,由于墙体固有的不均匀和第Ⅱ序喷射时穿透能力以及灌填饱和程度的限制,将附近第Ⅰ序墙体冲散而第2序灌填不饱满等原因形成防渗的弱点,甚至空洞。对此,应在第Ⅰ序墙体有足够的强度(Ⅰ序喷灌7 d后),再进行2序喷灌连接,这样形成的防渗效果好。

高压喷射灌浆的施工机具由高压发生装置、钻机、特种钻杆和高压管路4部分组成。主要包括:钻机、高压泵、空气压缩机、注浆管、喷嘴、流量计、输浆机、制浆机。

施工时,在本工程设计桩号内,先确定施工轴线,将整个坝段分为2段,同时进行施工,按单排孔布置,并按设计的孔距将孔位先定好。施工工艺流程如图1所示。

步骤说明如下:

(1)进行场地平整,挖好排浆沟,做好钻机定位。要求水平放置,钻杆保持垂直,且确保钻孔倾斜率不超过1%。

(2)钻孔定位后,利用特种钻杆在设计孔位钻孔,利用原浆固壁至设计高程,设计孔位与实施孔位的偏差应小于50 mm。

(3)下三重管喷射前,在地面上进行水、气试喷,检查机械及管路运行情况,并调准喷射轴线方向。

(4)下三重管至设计深度,按规定参数进行原位喷射3～5 min,待浆液返出孔口,方可开始提升喷射。

(5)高压旋喷灌浆前,注意确保水泥浆充分搅拌和控制好浆液比重、水灰比等。

(6)高压旋喷灌浆孔径应大于喷射管外径20 mm以上,严格按施工技术要求来操作,用施工技术参数来控制灌浆质量。需中途拆卸喷射管时,搭接段应进行复喷,复喷长度不得小于0.2 m。

(7)高压喷射灌浆结束后,拔出套管。

(8)回灌、喷射完毕后,水泥浆固结收缩,孔口下沉,需对已喷孔进行静压灌浆,直到浆面不下沉为止。

(9)进行下一孔的施工。

施工前进行现场试验,选择有代表性的坝段做灌浆试验,观测灌浆压力、吃浆量及泥浆容量、坝体位移和裂缝等,确定施工工艺及灌浆参数值,确定灌浆配合比。在施工钻孔过程中,选取部分1序灌浆孔作为先导孔,先导孔的孔距一般为30 m,采取芯样,核对地层,并根据芯样情况确定灌浆下限线;要注意到各层的地质变化情况,及时调整高喷灌浆施工技术参数。原设计3#副坝高压旋喷灌浆施工参数如表1所示。

3#副坝高压旋喷灌浆孔距:原设计在中部河床部位(坝0+153.60至坝0+564.60)为1.0 m,在两岸坝肩部位(坝0+000至坝0+153.60,坝0+564.60至坝0+682.20)为1.2 m。根据《宁明县安农水库除险加固工程3#副坝高压灌浆试验报告》的成果,3#副坝坝体高压旋喷试验桩径为1.2 m,对孔距为1.0 m中部河床部位的坝体部分能够有效搭接,对孔距1.2 m两岸坝肩部位的坝体部分不能够有效搭接;坝基覆盖层黏土旋喷试验桩径为1.0 m,对孔距为1.0 m中部河床部位的坝基部分及孔距为1.2 m的两岸坝肩部位的坝基均不能有效搭接。为此,对3#副坝灌浆布置图设计作如下修改:对两岸坝肩部位旋喷孔距由原来1.2 m改为1.0 m,中部河床部位旋喷孔距1.0 m不变;对坝基覆盖层黏土高压旋喷施工参数作适当调整,即对高压的提升速度由试验的10 cm/min降低为5～6 cm/min,摆动速度也相应降低为4～6 r/min,以增大坝基覆盖层黏土高压旋喷桩直径,保证旋喷柱有效搭接。试验后设计修改3#副坝高压旋喷灌浆施工参数,如表2所示。

采用三重管高压旋喷灌浆方法施工。高喷灌浆钻喷施工分2序进行,先施工先导孔和Ⅰ序孔,后施工Ⅱ序孔,相邻孔施工间隔时间不少于7 d。钻孔经验收合格后,方可进行高喷灌浆。灌浆横剖面图如图2所示。

3 高压旋喷灌浆质量控制

3.1 使用材料的技术参数

本工程高压旋喷灌浆浆液的主要材料是水泥,设计要求采用普通硅酸盐水泥,水泥强度等级为42.5 MPa,灌浆所用的水泥应保持新鲜无受潮结块,其细度为0.080 mm,方孔筛余量不大于5%,水泥出库使用前应对其质量作鉴定,合格后方可使用。搅拌水泥浆用水应符合DL/T5144的要求。水泥浆由制浆机搅拌而成,水灰比1.5:1～0.6:1,水泥浆密度为1.5～1.7 g/cm3。使用高速搅拌机搅拌水泥浆时应不小于30 s,使用普通搅拌机应不小于90 s。放置超过4 h的水泥浆作为废料处理,不得用于高喷灌浆。

3.2 主要施工技术参数

高压旋喷灌浆施工参数的确定是高喷墙成墙质量的重要环节。严格按照规范操作和高喷灌浆施工技术参数进行施工,是确保施工质量的关键。施工主要技术参数由现场试验决定。本工程施工主要技术参数如下:

(1)高压旋喷灌浆的孔距为1.0 m,高压旋喷灌浆的成墙套接厚度不小于10 cm;

(2)高压旋喷灌浆钻孔为垂直孔,孔深小于30m时,其偏斜应小于1%;

(3)高压旋喷灌浆孔位与设计孔位偏差应小于5 cm;

(4)高压旋喷灌浆的形式为旋喷,摆动角度为360°;

(5)提升速度的快慢直接影响浆液用量。提升速度过快,易产生空洞,且切割半径不符合要求,会造成高喷墙搭接处产生薄弱环节。提升速度太慢,则冒浆量过大,造成水泥浪费。因此,需根据灌浆试验确定不同土层的提升速度。本工程坝基全风化层的提升速度为5～6 cm/min,坝体及覆盖层的提升速度为10 cm/min。

(6)高压旋喷灌浆的水压为39～40 MPa,流量为70～80 L/min;空气压力为0.6～0.8 MPa,气流量为0.8～1.2m3/min;水泥浆压力为0.5～0.8 MPa,流量为60～80 L/min。

(7)注浆水泥浆比重控制在1.5～1.7 g/cm3,回浆比重大于或等于1.2 g/cm3。

3.3 工程中异常情况的处理

在高压喷射灌浆过程中,出现压力突降或骤增、孔口回浆密度或回浆量异常时,必须查明原因,及时处理。若孔内发生严重漏浆,一般采用以下措施处理:

(1)对局部土层有孔隙不冒浆的处理。孔口不返浆时,应立即停止提升,浆液正常送入,旋喷正常进行;孔口少量返浆时,应降低提升速度,降低喷射压力、流量,进行原位灌浆;若3～5s仍不返浆,关闭气,高压水,提升三重管,将浆液继续送入孔内,并往孔内灌砂;当灌砂无效时,采取提升2～10 cm即停止,在该处喷射2～3s,继续提升2～10 cm,以此周而复始直至孔口冒浆。

(2)坝坡轻微漏浆处理。其原因是存在裂缝或鼠洞等,与灌浆孔直接连通,或筑坝时施工接头处碾压不实,或有裂隙连通,未压实,有散水平土层,在灌浆压力作用下,浆液集中穿透土体冒浆,在坝坡内外侧漏浆。对此,可做阻浆盖解决,也可在漏浆出口处压砂做反滤层,使其清水渗出,从而封堵漏浆。并且,采用浓浆灌—停—灌的间歇性灌浆处理。或在灌浆液中掺入水玻璃,掺入量为0.5%～3%,加速浆液凝固,从而封堵渗漏通道。

(3)凡经特殊处理的渗漏段,待孔口返浆后均应将喷射管下至原不返浆的最低位置,再进行正常喷射(复灌),以确保高喷墙体质量。

4 高压旋喷墙墙体质量检验

(1)本工程的高压旋喷墙墙体设计质量要求:抗压强度R28=0.5～3 MPa;高压旋喷墙墙体渗透系数K≤i×10-6 cm/s(i=1～9)。

(2)本工程在施工过程中由业主宁明县安农水库管理所、广西水利电力勘测设计研究院设计现场代表、驻现场工程监理部人员对钻孔孔距、孔深、制浆稠度、灌浆三压等施工工艺进行随机抽检,测得指标能满足设计要求,其成墙厚度在20 cm以上符合设计要求。

(3)为了检测高压旋喷墙体的防渗性能,由业主单位宁明县安农水库管理所委托广西壮族自治区水利科学研究院对本工程进行高喷墙体渗透系数抽检、钻孔取芯和抗压强度抽检。采用检查孔注水试验的方法抽检,根据3#副坝高压旋喷灌浆的具体情况,在3#副坝上布置12个检查孔。检查孔布置在高压旋喷灌浆轴线上,并处于两相邻施工灌浆孔中间。检查孔的具体位置见图3。检查孔铅直向钻进,随深度加深进行注水试验,深度钻至距高喷灌浆底部约0.3 m。注水试验结果如表3所示。所抽检的3#副坝高压旋喷灌浆12个检查孔,实测的渗透系数均小于5.0×10-6 cm/s,满足设计要求。结合检查孔注水试验,在3#副坝钻孔进行高喷灌浆墙体取样,每个检查孔取2组芯样,上、下各1组,共24组芯样;进行抗压强度试验(按潮湿状态进行),抗压强度R28最大为3.40MPa,最小为0.50 MPa,平均为1.59MPa,满足设计及规范要求。

5 结语

要做好高压灌浆工程,确保高喷墙墙体施工质量,要从以下几点抓起:

(1)必须根据不同土层,严格按照设计提供高喷施工参数以及开工后的现场试验参数进行施工,合理确定高喷施工参数,针对性地采用不同的施工工艺,这样才能保证高喷墙墙体施工质量,使桩径有效搭接,墙体均匀,连续性好,连接可靠。

(2)施工中严格注意各关键部位,做到早发现、早处理,防治。

(3)施工中加强对各控制点管理与控制,做到有的放矢。

玉滩水库枢纽工程副坝设计 篇2

1 工程地质条件

1.1 区域地质条件

玉滩水库坝址地处川中台拱区的浅山丘陵地貌区，构造稳定性较好，其基底差异运动微弱，盖层褶皱平缓，岩层产状近于水平。区域广泛分布侏罗系及三叠系红色碎屑岩、灰岩、白云岩，地层总厚度3 000余m，以泥岩、粉砂岩、砂岩互层为主。第四系河流冲积物沿河流两岸分布，残坡积堆积于丘陵和槽地内。坝址区地下水可划分为基岩孔隙裂隙潜水、基岩孔隙裂隙承压水和松散堆积层孔隙潜水。

据GB 18306—2001《中国地震动参数区划图》，工程区地震动峰值加速度为0.05 g，相当于地震基本烈度6度。

1.2 副坝地质条件

主坝右侧存在7个低矮垭口，均低于或略高于水库正常蓄水位，需修建Ⅰ～Ⅶ共7座副坝。其中Ⅰ～Ⅵ副坝离主坝较近，所处垭口高程343.5～355.6 m，坝址处山脊单薄，地形狭窄，部分副坝地形为马鞍形，覆盖层厚1.5～2.7 m;Ⅶ副坝(即乔巴凼)离主坝较远，地面高程345～346 m，宽度约60 m，地形较开阔，覆盖层厚1.5～5.5 m, 7个垭口两侧山顶高程361～372 m。根据地质勘察成果，副坝坝基主要以J2s2-3泥岩、泥岩夹粉砂岩及砂岩组成，地基承载力均适合修建浆砌石重力坝。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅶ等副坝发育有软弱夹层，但规模不大，延伸范围有限。Ⅰ和Ⅶ副坝坝基发育的软弱夹层埋深较小，经开挖覆盖层、强风化层后，副坝基础为J2s2-3泥岩夹粉砂岩、砂岩或J2s2-2层砂岩为持力层，其潜在滑动面为坝体建基面;Ⅱ副坝的两岸坝肩砂岩中及其基础岩体中，发育2条全泥型夹层及1条岩块岩屑型夹层，编号为201#、202#及203#，不能完全挖除，其和坝体建基面均可能成为潜在滑动面。Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ副坝经开挖覆盖层、强风化层后坝基持力层较好，其潜在滑动面为坝体建基面。

Ⅰ～Ⅶ副坝及库区周边局部的单薄分水岭，风化较强烈，岸坡在波浪冲刷情况下存在失稳的可能，经地质勘察，其地下水位低于水库正常蓄水位，且岩体透水性不均一，一般为弱—中等，局部透水性较强，在水库蓄水后，存在沿副坝坝基及单薄分水岭向下游渗漏问题，尤其是Ⅱ、Ⅳ副坝。

Ⅰ～Ⅶ副坝坝基开挖揭露地质情况与勘察成果基本相符，地质构造较简单，岩层呈近水平，无大的断层及断层破碎带。

2 坝型选择

Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ四座副坝坝高较低，最大坝高不足10 m。根据地形地质条件，推荐采用浆砌石重力坝。Ⅱ、Ⅳ副坝所处垭口为马鞍形，山脊单薄，不适合修建断面较宽的土石坝，该2座副坝虽然较其它4座副坝高，但最大坝高也不足20m，属低坝，坝址处地基承载力可满足重力坝要求。从地形地质条件看，Ⅰ～Ⅵ副坝更适合修建重力坝，考虑到浆砌石重力坝可以充分利用当地材料，节省水泥和工程投资而推荐采用。

乔巴凼地形开阔，坝基主要以J2s2-3泥岩、泥岩夹粉砂岩及砂岩组成，坝址处无明显的地质问题，具备修建重力坝、土石坝的地形条件。以下选择浆砌石重力坝、均质土坝和沥青心墙坝从坝体结构、施工因素及工程投资几个方面进行比选。

2.1 坝体结构

方案1：浆砌石坝方案。乔巴凼浆砌石坝坝顶宽度7 m，坝顶高程353.70 m，防浪墙高程354.70m，最大坝高14.90 m。坝体上游面为垂直面，防渗面层材料为0.50 m厚混凝土;下游面349.70 m高程以上为垂直面，以下为1∶0.80的斜坡面，坡脚为1 m厚的浆砌石平台。坝体材料为浆砌石，基础为1 m厚混凝土垫层。

方案2：均质土坝方案。坝顶高程354.50 m，坝顶宽度为7 m，坝体为全断面均质土坝。上游坡比1∶3，干砌石护坡，下游坡比1∶2.50，草皮护坡，坡脚设贴坡排水。

方案3：沥青混凝土心墙石渣坝方案。坝顶高程为354.50 m，坝顶宽度7 m，其上、下游坡比及坝体结构与相应的主坝坝型完全一致。

2.2 施工

坝址区有丰富的可供开采的块(条)石料场，运距仅1 km左右。采用浆砌石重力坝，施工受天气影响相对较小，而且还具有少占耕地，可充分利用当地的人力物力资源等优点。

采用黏土心墙石渣坝或均质土坝，存在土料含水量不易控制，影响工程质量;同时还将大量占用耕地，增加补偿费用，受气候影响较大，延长施工工期等不利条件。

采用沥青心墙方案，坝高较低，坝线较短，不利于大规模施工，而且存在主、副坝沥青混凝土心墙施工干扰的问题。另外，原材料运距远，材料单价偏高也是其固有的缺点。

因此，从施工角度考虑，优选浆砌石重力坝坝型。

2.3 工程量及投资

乔巴凼副坝坝型比选各方案主要工程量及投资比较见表1。

根据表1，方案1～3主体建筑工程投资分别为695.02万、858.56万、999.02万元，显然，方案1投资最少。

根据地形地质、施工及工程投资等综合比较，本阶段副坝坝型均推荐浆砌石重力坝。

3 工程布置

副坝布置在主坝右坝肩西北侧的7个垭口处，共7座副坝，其中Ⅰ～Ⅵ副坝距离主坝较近，乔巴凼副坝距离主坝较远，位于马家大田垭口。各个副坝主要工程特性详见表2。

7座副坝坝型均为砌石重力坝，坝顶宽度均为7 m，坝顶高程353.70 m，坝顶上游侧防浪墙高程355.10 m，最大坝高19.20 m;最大坝长162.0 m，为乔巴凼副坝。坝体上游面为垂直面，设0.50 m厚的钢筋混凝土防渗面板。Ⅱ、Ⅳ副坝下游面351.20 m高程以上为垂直面，以下为1∶0.80的斜坡面，坡脚为3 m厚的浆砌石平台;其余副坝下游面349.70 m高程以上为垂直面，以下为1∶0.80的斜坡面。基础均设有1.0 m厚的混凝土垫层，坝体材料均为砌石。

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注：坝型为砌石重力坝;坝顶高程为353.70 m;防浪墙高程为355.10 m。

砌石材质应坚实新鲜，无风化剥落层或裂纹，石材表面无污垢、水锈等杂质。砌石采用块石，外形大致呈方形，上、下两面基本平行且大致平整，无尖角、薄边，块石厚宜大于20 cm，最大边长小于100 cm。砌石单轴饱和抗压强度大于15 MPa。

砌石的胶凝材料采用一级配C15W6F50混凝土。混凝土中应按有关要求和监理工程师指示掺加聚丙烯纤维。坝面防渗面板混凝土强度等级为C25W8F50，基础垫层混凝土强度等级为C20W8F50。

根据地质勘察报告，水库蓄水后，副坝及单薄分水岭处容易产生渗漏，且岸坡在波浪冲刷情况下存在失稳的可能，因此对副坝基础及单薄分水岭采用帷幕灌浆进行防渗处理，副坝帷幕位于坝基混凝土垫层下部前端，为单排幕，孔距2 m。副坝及单薄分水岭帷幕总长1 348 m，帷幕下限高程315～335 m。为了减轻波浪对副坝坝坡及单薄分水岭库岸的冲蚀，采用干砌块石对Ⅰ～Ⅵ副坝坝前迎水坡及单薄分水岭库岸进行护砌，护砌厚度0.50 m，干砌块石下铺设碎石垫层及反滤土工布。

4 设计计算

4.1 坝顶高程计算

本工程副坝坝顶上游侧设防浪墙，防浪墙顶高程与正常蓄水位或校核洪水位的高差，计算公式如下：

式中：Δh———坝顶上游防浪墙墙顶高程与正常蓄水位或校核洪水位的高差;

hb———波浪高，m，按规范附录计算;

hz———波浪中心线至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m，按规范附录计算;

hc———安全超高，m，按规范采用。

基本组合为正常蓄水位工况，重现期50年的最大风速，风区长度为2 000 m;重现期50年的最大风速按多年平均年最大风速2倍计算。特殊组合为校核洪水位工况，多年平均年最大风速为15.20 m/s，风区长度为2 000 m。

根据计算结果，校核洪水工况为坝顶高程的控制工况，此工况下，防浪墙顶高程应不低于354.61 m，本工程坝顶高程353.70 m，设1.4 m高防浪墙，防浪墙顶高程355.10 m，坝顶高程满足规范要求。

4.2 抗滑稳定计算

根据SL25—2006《砌石坝设计规范》的要求，选取了坝高最高的Ⅱ副坝2个典型断面对坝体抗滑稳定进行了计算，坝高分别为19.2 m和15.0 m，具有较好的代表性。计算主要包括：

(1)深层抗滑稳定计算。

(2)沿垫层混凝土与基岩接触面滑动。

(3)沿砌石体与垫层混凝土接触面滑动。

(4)砌石体之间的滑动。

4.2.1 计算工况

计算工况见表3。

4.2.2 荷载组合

荷载组合见表4。

4.2.3 计算公式

采用SL025—2006《砌石坝设计规范》有关公式进行抗剪断、抗滑稳定计算。

式中：K1———抗剪断计算的抗滑稳定安全系数;

f'———滑动面上的抗剪断摩擦系数;

c'———滑动面上抗剪断凝聚力;

A———滑动面截面积，m2;

W———作用于计算截面以上坝体的全部荷载(包括扬压力)对滑动平面的法向分值，kN;

ΣP———作用于计算截面以上坝体的全部荷载对滑动平面的切向分值，kN;

K2———抗剪计算的抗滑稳定安全系数;

f———滑动面上的抗剪摩擦系数。

计算结果见表5～8。

根据表5～8，所选取的计算断面在各种工况下抗滑稳定均满足现行规范要求，说明所选取的计算断面在各种工况下，沿深层、坝基与混凝土垫层接触面、混凝土垫层与砌石体、砌石体间的抗滑稳定均满足要求。各种计算工况下坝体、坝基应力满足要求。

5 结语

3#副坝 篇3

关键词：面板裂缝,裂缝特点,裂缝处理,表面封闭,化学灌浆,凿槽化学灌浆

1 工程概况

安徽响水涧抽水蓄能电站位于安徽省芜湖市三山区峨桥镇境内, 距繁昌县城约25km, 距芜湖市约45km, 电站装机容量1000MW (4×250MW) , 为日调节纯抽水蓄能电站, 电站由上水库、输水系统、地下厂房系统、开关站和下水库等建筑物组成。电站属大 (2) 型二等工程, 主要建筑物按2级建筑物设计。

上水库位于浮山东部的响水涧沟源坳地, 由主坝、南副坝、北副坝、库盆等建筑物组成。主、副坝均为混凝土面板堆石坝, 最大坝高分别为88.0m、62.0m、53.5m, 坝顶长度分别为520m、353m、174m, 坝顶宽度均为8.625m。

上游面基本坝坡均为1:1.4, 面板厚度按t=0.3+0.0035H (m) 计算, 式中H为计算断面至面板顶部的垂直距离。面板采用单层双向配筋, 混凝土设计指标:强度等级C25, 抗渗等级W8, 抗冻等级F150, 极限拉伸ξ为1.0×10-4。主坝面板面积40652m2, 最大斜长143.13m, 缝距一般为16m, 计33块面板;南副坝面板面积167632m2, 最大斜长105.28m, 缝距一般为16m, 计21块面板;北副坝面板面积7222m2, 最大斜长70.86m, 缝距一般为16m, 计11块面板。

趾板按高程分成两种不同的型式, 高程176m以上为4m×0.5m (宽×厚) , 以下为6m×0.6m (宽×厚) ;趾板采用单层双向配筋, 钢筋置于趾板顶部, 保护层厚度100mm;趾板混凝土强度等级C25, 抗渗等级W8, 抗冻等级F100。趾板标准段长度15m, 个别为非标准段。主坝趾板共计44块, 其中高程176m以下为21块;南副坝坝趾板共计30块, 其中高程176m以下为7块;北副坝趾板计18块, 其中高程180m以下设有混凝土座垫。

2 主、副坝趾板及面板混凝土裂缝分布及原因分析

2.1 主、副坝趾板及面板混凝土裂缝分布。

(表1) 主副坝趾板共有裂缝186条, 裂缝总长度568.48m, 其中Ⅰ类裂缝52条, 占总数的28%, Ⅱ类裂缝109条, 占总数的58.6%, Ⅲ类裂缝25条, 占总数的13.4%。副坝面板检查未发现裂缝, 主坝面板共有裂缝67条, 裂缝总长度759.3m, 其中Ⅰ类裂缝63条, 占总数的94%, Ⅱ类裂缝4条, 占总数的6%。

2.2 主、副坝趾板及面板混凝土裂缝原因分析。

2.2.1主、副坝趾板。主、副坝趾板混凝土普遍存在裂缝。裂缝成因浅析:趾板混凝土浇筑时间较长, 主、副坝趾板混凝土基本上都跨越了一个年度, 经历了寒冬与酷夏。坝址处于风口部位, 冬季大风时常将养护毛毯掀起、撕裂、吹散;2009年本地区夏季温度高、昼夜温差大, 寒冬和酷夏影响了保温和养护的效果, 而产生温度及干缩性裂缝;另外, 趾板厚度为0.6m和0.5m, 趾板基础部位分布若干断层、软硬不均;节理较发育、开挖面不平整, 基岩约束力使趾板混凝土开裂;趾板结构缝长 (单块最长为17.8m) , 也可能导致混凝土开裂;在混凝土浇筑完成后、固结灌浆施工过程中是否受存在异常抬动影响, 如果灌浆时有异常抬动现象, 也会在混凝土中产生应力, 受应力的影响, 混凝土也会产生裂缝。2.2.2主、副坝面板。从混凝土面板堆石坝工程运行情况来看, 混凝土面板裂缝是普遍存在, 一般分为收缩裂缝和结构裂缝。结构裂缝一般由坝体沉降变形、水库蓄水后承受水压力引起。从上水库主坝的情况来看, 坝体沉降变形在允许范围内, 而水库尚未蓄水, 因此本工程主坝面板裂缝为收缩裂缝而不是结构裂缝。面板收缩裂缝分为冷缩裂缝、干缩裂缝、凝缩裂缝。干缩裂缝一般为混凝土因失水而产生的裂缝, 上水库主坝面板混凝土浇筑后一直未停止洒水养护, 因此不太可能会出现干缩裂缝。而冷缩裂缝、凝缩裂缝均常以横向贯穿性裂缝形式出现。从目前发现的裂缝状态来看, 裂缝以该两种裂缝为主。混凝土浇筑振捣后, 粗骨料下沉表面呈现泌水造成表面砂浆层, 它比下层混凝土有较大的干缩性能, 水分蒸发后易形成凝缩裂缝。另外砂的细度模数越大, 砂越粗, 也越易造成混凝土泌水, 本工程设计要求面板混凝土砂的细度为2.4~2.8, 而实际施工过程中, 由于Q7标生产能力的限制, 砂的细度模数一般在3.0左右。因此这也可能是造成混凝土表面泌水而产生凝缩裂缝的原因之一。冷缩裂缝产生的原因可能是由早晚温差较大引起。综上所述, 上水库主坝面板裂缝是由原材料、施工工艺引起的凝缩裂缝及由环境温度引起的冷缩裂缝。

3 主副坝趾板及面板裂缝处理标准及方法

对于面板、趾板上的Ⅰ类裂缝 (缝宽δ<0.2mm且不渗水) , 进行缝表面直接封闭处理。在混凝土表面骑缝粘贴二层无蜡玻璃丝布, 粘贴宽度为20cm, 粘贴涂料为HK-966环氧改性弹性涂料, 直接封闭裂缝表面。

对于面板、趾板上的Ⅱ类裂缝 (缝宽0.2mm≤δ<0.5mm且不渗水, 为贯穿性裂缝) , 采用先钻孔缝内化学灌浆再进行裂缝表面封闭处理。先钻孔缝内灌注HK-G-2低粘度环氧灌浆材料填充封闭裂缝;再在混凝土表面骑缝粘贴二层无蜡玻璃丝布, 粘贴宽度为20cm, 粘贴涂料为HK-966环氧改性弹性涂料, 封闭裂缝表面。

对于面板、趾板上的Ⅲ类裂缝 (缝宽δ≥0.5mm所以贯穿性裂缝) , 采用首先骑缝开槽回填, 其次钻孔缝内化学灌浆, 最后裂缝表面封闭处理。先骑缝开槽回填环氧砂浆修补缝面, 其次钻孔缝内灌注HK-G-2低粘度环氧灌浆材料填充封闭裂缝;最后在混凝土表面骑缝粘贴二层无蜡玻璃丝布, 粘贴宽度为20cm, 粘贴涂料为HK-966环氧改性弹性涂料, 封闭裂缝表面。

4 主副坝趾板及面板裂缝处理效果检测

待裂缝处理结束, 满足压水检查条件时, 采用单点压水法进行压水试验。压水检查压力为灌浆压力的80%, 持续10分钟缝面不渗水为合格。

大坝趾板及面板混凝土裂缝处理采用缝内灌注HK-G-2环氧灌浆材料, 表面采用三胶两布即:三道966环氧涂料及两层玻璃丝布封闭密封密实, 表面平整, 处理完成后无渗漏现象。现场监理对北副坝趾板裂缝抽取了4个点, 南副坝趾板抽取了4个点, 主坝趾板抽取了9个点, 主坝面板抽取了4个点进行了压水检查, 在各项指标都满足的情况下, 所有被抽检的裂缝都没有发现透水现象, 达到预期处理效果。

5 结论