混凝土面板堆石坝病害特征分析及除险加固措施

混凝土面板堆石坝病害特征分析及除险加固措施

陈杰

421127199005072536

摘要：近年来，我国混凝土板坝发展迅速，迄今为止，已有300多座混凝土板坝完工并在建，80多座大坝高度超过100米。但是，混凝土板石坝也出现了许多疾病问题，如湖南树桥、白云板石坝等。由于混凝土板石坝渗水、漏水和严重疾病，所有这些都发生了事故。因此，有必要分析混凝土坝的病害特征，并研究害虫加固措施。

关键词：混凝土面板堆石坝；病害特征；除险加固；措施

1特性

1.1高强抗震性能

高抗震强度最大的基础是：水荷载作用在上游混凝土板上自身压力，石堆位于板后面，为大坝主体内部结构的安全性和可靠性提供了强大的支撑，石堆的强度不会受到地震期间出现的空水压的影响；石堆从竣工到大坝运行，一直处于非常紧密的分布状态，规定强度的地震对结构的影响很小，可以忽略，根据统计，由于地震对石堆结构造成损坏而造成的大坝施工事故从未发生过；在地震影响下，面板会有预期的裂缝，而裂缝会有水渗透问题，这会导致石堆缓冲区的吸收性过滤，从而抵抗大坝主体结构所承受的冲击，大大保证了大坝主体在地震中的正常运行。

1.2坝体结构可靠性强

混凝土板桩坝结构非常安全，运行连接的可靠性也相对较高。首先，为垫子选择的防水材料具有极强的抗侵蚀性，垫子内部有反向过滤设置，如果混凝土板出现裂缝并开始渗透到水中，水将直接通过垫子过滤，不会进入石堆区域，但一旦发现裂缝，确保将水排放到大坝主体上，并严格检查其是否完工。其次，石堆中桩的主要区域材料密度高，渗透能力强，渗透系数一般在10-3m/s左右，较大的骨料颗粒构成石堆，其骨架的主要结构性能安全稳定；较小尺寸的骨料将分布在较大骨料之间，但致密性较差，如果石堆区域出现进水问题，较小骨料结构框架的一部分将直接排空，并在较大骨架之间自由，对大坝主体结构的影响非常小，更不可能造成管状过电压破坏。总体而言，大坝主体结构在实际运行阶段非常安全稳定。

2混凝土面板堆石坝的病害特征分析

2.1容易产生面板裂缝

在实践应用中以对大量裂缝实例展开分析能够得知,面板当出现比较大裂缝的时候就已经构成了许多微小的裂缝,其主要原因是因为混凝土干缩及其温度持续产生变化,可是这样的事情如果连续2~3年之后,伴随着坝体的上升这种细微裂缝就会慢慢丧失平稳,进而在坝体正中间左右部位就会顺着垂直方向裂缝慢慢扩张,具有极强的周期性。一旦到蓄水期在压力的影响下,面板两边在承受力影响下产生反方向变型,可能会导致面板发生裂缝。一般这种裂缝能是结构性的还可以是是非非结构性的,可是结构性的裂缝所可能会造成的代价更严重,对水利水电工程坝体的品质危害较大,因此在施工过程中一定高度重视结构性裂缝。一般情况下,结构性裂缝的形成关键来源于水质压力及其自身重量,此外因为坝体变型不规则性及面板遭遇的不均匀工作压力都会导致其造成裂缝。其次,面板本身有强度比较大,如果一旦内部结构外部与此同时承受力得话就容易将裂缝扩张,进而在渗漏的影响下就会增加裂缝的扩大。

2.2止水失效

挡水板槽水质的高低直接决定混凝土板桩坝是否能成功运行。由于周边接缝通常变形幅度较大，因此在顶部、中部和底部选择三个水挡，垂直接缝倾向于在顶部和底部选择两个水挡。防水结构破坏的类型分别如下：当粘合上部防水柔性填料和混凝土时，质量不符合施工设计标准的要求，上部防水盖板之间的搭接质量差，当连接面板时不够紧密，受高水荷载影响，填缝材料直接被水刺穿，导致顶部止水效率损失。选择用于底部止水的材料为铜型材料，延展性较差，或在实际施工阶段，混凝土浇筑质量差，嵌入防水铜翼缘边缘，嵌入深度不符合设计要求，什么导致疾病和损害；大坝主体变形幅度太大，水位变化区域的挡水材料太旧，其他因素也对挡水故障问题非常敏感。如果大坝主体发生变形，在更大程度上，会引发压缩缝合止水结构膨胀、周边缝合混凝土掉落等问题，也会导致周边缝合剪切超过正常值，从而导致铜止水开裂、撕裂。

3除险加固技术与措施

3.1疏松垫层加密灌浆技术

面板下方紧邻着垫层料，其不仅是防渗面板最重要的前提，还是坝体防渗的坚固城墙。针对垫层疏松问题的处理方式主要有两种，其一是缺失垫层修补，其二是加密灌浆，可根据具体病害情况合理选择。前者的详细流程为：选择与标准要求完全相符的级配垫层料予以填补压实，如果缺失范围不大，可选择在级配垫层料中掺加重量比在5%～8%通过水泥搅拌成的改性垫层料予以填补，填补完成之后应当检查测试其压实度，选择核子密度仪或者无核仪予以检测。而加密灌浆通常有两种灌浆方式，即在面板表面钻铅直孔灌浆和坝顶沿着垫层平行斜孔予以灌浆，从下向上逐段对脱空部分灌浆填实。灌注材料可优先选择水泥、粉煤灰重量比1:4、水灰比为1:1～1:0.5的浆液，要想提升其流动能力可添加适量的膨润土。在开始灌注时，水灰比是1:1，灌浆压力控制在0.3～0.5MPa，灌注完毕之后的垫层料干密度应当在2.2g/cm3及以上。

3.2治理面板裂缝的措施

在堤坝防水作用中混凝土面板至关重要,一旦坝基发生漏水问题时一般的原因是因为面板出现裂缝。针对竖直裂缝来讲,其核心的处理方法就需要根据对混凝土开展接缝处的相关应用把原先的混凝土开展去除,随后进行注浆,那样的话,能通过添加建筑钢筋的方式去提高承受力抗压强度,因此提高其抗挤压成型能力,降低裂缝。在一些温度比较低或是气侯相对性极端的地域,为了防止混凝土的冷冻开裂一定要对混凝土执行一定的维护,这样就能合理降低超低温并对的不良影响。此外,面板在恢复以后一定要对其修补品质进行检测和工程验收,保证其达标。

3.3面板脱空充填灌浆技术

混凝土板和石堆的材料特性有很大差异，由于在施工阶段结束时大坝主体填充和储水的作用，当填料和板不能协调变形时，板和填料会出现排水问题，导致板下没有支撑。面板排水填充填充技术和缓冲层加密填充非常相似，大致分为两种类型，一种是填充面板表面层的直钻铅孔，另一种是沿大坝顶部沿面板下表面填充斜孔。有必要特别注意，在正式开始灌浆之前，有必要使用地质雷达检查面板排水情况，清楚清空灌浆部分，同时通过现场灌浆试验以及相关参数指标优化膏体调整比例。通常，排水灌浆在自流动灌浆模式下选择。垫子排水灌浆材料对其流动性、稳定性和强度有严格要求。结合相关项目的施工经验，可选择粉煤灰水泥砂浆作为灌浆材料，石材强度为1-2MPa。同时，糊剂必须具有高流动性，能够形成均匀支撑，防止出现点支撑，导致储水后面板应力浓度过高。灌浆完成14天后，然后操作地质雷达、钻孔等设备进行全面检查，测试灌浆质量。

4结论

总的来说,混泥土面板堆石坝在水利水电工程防水方面具有重要作用,因为合理防止面板开裂、坍塌及其渗漏等诸多问题,一定要并对形成原因进行全面的科学研究,然后利用数据加密注浆、填补空层以及对于损坏面开展修复的相关应用来对它进行修复解决,提高面板的防水功效,进而为堤坝质量以及安全性保驾护航。

参考文献：

[1]王宇．浅析混凝土面板堆石坝病害及除险加固技术[J]．农业科技与信息，2019(16):113-114.

[2]葛龙进，史明华，杜斌，等．罗村水库混凝土面板堆石坝面板裂缝成因及加固处理措施[J]．大坝与安全，2019(02):69-73.

[3]曾照清．混凝土面板堆石坝病害特点及其除险加固分析[J]．中国标准化，2019(04):22-23.

[4]何洪成．混凝土面板堆石坝病害及除险加固技术[J]．居舍，2020(34):34.