大坝垫层砼的裂缝处理措施分析

大坝垫层砼的裂缝处理措施分析

卢宾

广东省水利水电第三工程局有限公司523710

摘要：文章首先简述了工程概况，然后阐述了7号坝（A）块裂缝的概述，最后重点探讨了大坝垫层砼的裂缝处理措施。

关键词：大坝；垫层砼；裂缝处理；措施

一、前言

水是维持一切生命活动不可替代的物质，水库是我国重要的基础设施之一，水库质量的好坏直接对人们的生命财产造成影响。在对水库质量进行提升的过程中应该特别注重其除险加固工程的实施，本文就大坝垫层砼的裂缝处理措施进行了探讨。

二、工程概况

台山核电厂一期工程淡水水源工程（以下简称“本工程”）新松水库位于台山市赤溪镇的曹冲河，坝址位于曹冲河下游新松村附近，是台山核电厂工程的配套工程，主要任务是为台山核电厂提供淡水，年供核电淡水量900万m3m3。本工程属Ⅰ等大（1）型工程，主要建筑物级别为1级，次要建筑物级别为3级。主要建筑物包括新松水库大坝、输水管线及进库道路。

新松水库正常水位45.8m，死水位25.3m，总库容1710万m3m3，调节库容1100万m3。

大坝坝型为碾压混凝土重力坝，坝顶总长349m，共分9个坝段，中间为溢流坝段，其两侧为左、右河床非溢流坝段，坝顶高程51.0m，最大坝高54m，溢流坝段分5孔，每孔净宽10m，堰顶高程为45.8m，堰面采用WES曲线，堰顶不设闸门，自由溢流，采用挑流消能。坝体上游为铅直坝坡，下游坝坡1：0.78，坝顶宽度为7m。溢流坝段、河床非溢流段坝基坐落在微风化～弱风化基岩上；坝高较大的岸坡非溢流坝段坝基主要坐落在微风化层，少量坐落在块状强风化层和土状强风化层，其余岸坡非溢流坝最大坝高为13m，坝基主要坐落在土状强风化层，局部坐落在全风化层及残积层。坝基进行固结灌浆，沿坝轴线进行帷幕灌浆。

主要工程量如下：混凝土20.21万m3，，其中碾压混凝土17.36万m3，，垫层R150常态混凝土1.77万m3，，溢流面、闸墩、消力池R200常态混凝土1.08万m3，，钢筋制安420t。

三、7号坝（A）块大坝垫层砼裂缝的概述

在4月26日早上养护、检查过程中，在7号坝（A）块大坝垫层砼（0+229~0+249）（▽24高程）上游左侧处发现2条裂缝，编号分别为1～2号裂缝。4月30日下午3时，施工项目部质检部、测量队会同监理一起对该处裂缝进行了检查和测量。检查前先采用清水对混凝土面进行冲洗，找出裂缝，沿缝追踪，采用放大镜对裂缝宽度进行初步测量，然后对裂缝平面位置进行了测量并绘制成图和素描（详见附图）。1号裂缝离上游面7.8m，长9.4m，，缝宽约0.2mm，垂直流水方向，同时在0+229处沿砼侧面向下至基岩面，深度约150cm，缝宽约0.2mm，裂缝呈规则状；2号裂缝在左侧离上游面7.8m处，长8.3m，宽0.1~0.3mm，与水流方向夹角约200；并从表面看已穿过上游坝轴线。在固结灌浆结束后，在5月28清理泥土废渣过程中发现了3号裂缝，3号裂缝在右侧离上游面11.5m处，长14m，宽0.1~0.3mm，与2号裂缝基本平行，裂缝呈规则状，并有向上游发展的趋势。

7号坝（A）块大坝垫层砼（0+229~0+249）在经过地质、仓面等验收后，于2010年4月11日下午14：30开始浇筑混凝土，4月12日早上7：00点完成浇筑，仓面面积约500m2，混凝土厚度1.5m，上游1.5m宽为二级配常态砼，其余为三级配常态砼。浇筑时天气情况11日为阴天，偶有阳光，平均温度25.1℃，最高气温28.3℃，最低气温23℃；12日为晴天，平均温度26.1℃，最高气温29.3℃，最低气温23.7℃。施工时砼由拌和楼集中供应，自卸汽车运输到现场，再经溜槽入仓。砼浇筑顺序为从右到左、从上游向下游分三个台阶浇筑，施工过程中没有出现异常情况，砼配合比及砼生产均正常，砼到仓面后和易性和坍落度都正常。但从13日白天起，受中等强度冷空气南下影响，气温逐步下降，天气转冷；最低低温度达到14℃，到17日气温才逐渐回升。

四、大坝垫层砼的裂缝处理措施

1、裂缝检测措施

（1）在裂缝两侧分两排钻孔：第一排深孔距裂缝0.5m，孔距2m呈梅花型布置，孔深垂直深度0.8~1m，水平夹角为60°；第二排浅孔距裂缝0.3m处，孔距2m呈梅花型布置，孔深垂直深度0.4~0.5m，水平夹角度为45°；钻孔采用Y28手风钻，孔径42mm，（具体布置见附图），然后采用压力水洗孔和埋设灌浆管。

（2）压水检查，压力为0.3~0.38MPa的压力。

（3）在压水过程中，密切观察裂缝处有无气泡的产生和水流渗出、灌浆压水自动记录仪的流量情况，据此判断裂缝深度和发展情况。

（4）在压水检查中，如果裂缝处有气泡的产生或水流渗出、灌浆压水自动记录仪的流量较大，则表明该裂缝发展深度较大，并已贯通，按深层裂缝处理；否则按表面裂缝处理。

2、压水检查：

（1）1号裂缝在浅孔压水检查中，靠右侧的4号孔没有气泡和渗水现象，靠左侧的2号孔压水时3号孔有冒水现象；深孔压水时，裂缝表面有轻微的渗透，在0+229处沿砼侧面没有发现渗水和气泡。

（2）2号裂缝浅孔和深孔压水时都有气泡冒出，在把裂缝中的水擦拭干净后，裂缝中水的渗出情况比较明显。

（3）3号裂缝在浅孔压水检查中，只有靠坝中心的2号孔附近1~2m范围内有气泡产生，其它地方没有发现渗水和气泡；深孔压水时，靠坝中心处有气泡冒出，裂缝中的水擦拭干净后，裂缝中水有轻微渗出。

3、浅层裂缝处理

采用充填法和补强，沿裂缝方向凿槽深为30～50mm、底宽为50mm的梯形槽，梯形凹槽槽长超过缝端15cm，并用清水清洗干净，先刷水泥净浆一层，然后用细石混凝土分层填缝，总厚控制在50~80mm左右。

4、深层裂缝处理

采用充填法和灌浆法相结合的方法进行修补和补强，平面方向沿裂缝凿槽深为30～50mm、底宽为50mm的梯形槽，梯形凹槽槽长超过缝端15cm，竖向方向的裂缝凿槽深为50～80mm、底宽为150mm的燕尾形槽，并用清水清洗干净，先刷水泥净浆一层，然后用细石混凝土分层填缝，总厚控制在50~80mm左右。

5、施工质量缺陷处理情况及评价

浇筑时受突下大雨的影响，导致砼浇筑历时稍长，并且浇筑完毕后，由于需对坝基进行固结灌浆，没有及时覆盖上一层砼，间歇时间过长，且间歇期间气温变化较大。为此项目部制定了《坝块裂缝处理方案》，采用充填法和灌浆法（超细水泥）进行处理。

（1）水平方向沿裂缝凿槽深为70～80mm、底宽为60mm的梯形槽，梯形凹槽槽长超过缝端15cm缝面设骑缝钢筋网；竖向方向的裂缝凿槽深为40mm、底宽为100mm的燕尾形槽，并用清水清洗干净，先刷水泥净浆一层，然后用细石混凝土分层填缝。

（2）4#坝段1号裂缝为顺水流方向裂缝，将坝前水抽干后观察，裂缝基本为垂直坝面发展，采用在距坝轴线30cm处，以裂缝为中心采用Φ90潜孔钻机连续并排钻孔至基岩下50cm，冲冼干净后放3m长止水铜片，并回填细石混凝土进行封堵。

（3）其它下游面裂缝若贯穿至结构边缘，则对边缘处裂缝采用凿竖向燕尾槽并回填细石混凝土处理。

（4）为保证处理质量与效果，对所有裂缝采用灌浆处理，灌浆孔的布置原则为：在距离裂缝一侧0.4~0.8m处，以45°~55°向里钻深孔与裂缝相交，孔距1.5m。

（5）为防止裂缝向上层混凝土发展，在浇筑上层混凝土前沿裂缝铺设钢筋网。

五、结束语

混凝土大坝裂缝问题一直是我国水利水电发展过程中存在的问题，要想达到理想的裂缝灌浆处理效果，必须要弄清楚产生裂缝的原因，并采用科学合理的灌浆技术，才能够提高混凝土大坝的性能，进而获得较高的经济效益和社会效益。

参考文献：

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[2]刘海博，程燕，朱宏伟.混凝土大坝裂缝成因分析与防止措施综述[J]，西北水电，2010（6）.

[3]李九红.混凝土大坝裂缝灌浆处理效果研究[J]，水力发电学报，2011（3）.