桃山水庫(kù)大壩混凝土面板裂縫分布特點(diǎn)分析

王克國(guó)，李春楊

(黑龍江省桃山水庫(kù)管理處，黑龍江七臺(tái)河154600)

桃山水庫(kù)位于黑龍江省七臺(tái)河市內(nèi)，一期工程于1990年8月末竣工，是一座以防洪、城市供水為主，兼顧灌溉、養(yǎng)魚(yú)等大型綜合性水利樞紐工程。水庫(kù)位于松花江支流倭肯河中上游，集水面積2 043 km2，多年平均徑流量2.86億m3，多年平均降水量500～550 mm，多年平均徑流深100～150 mm，水庫(kù)工程Ⅱ等Ⅱ級(jí)，按100 a一遇洪水設(shè)計(jì)，2000 a一遇洪水校核，校核總庫(kù)容為2.64億m3，興利總庫(kù)容為0.98億m3，死庫(kù)容為0.18億m3，凈調(diào)節(jié)水量為0.83億m3。水庫(kù)由主壩、副壩、溢流壩和輸水洞組成，主壩為黏土心墻土石壩，副壩為均質(zhì)土壩，上游壩坡面為混凝土面板。

1 桃山水庫(kù)混凝土面板工程特點(diǎn)及其類型

倭肯河流域?qū)儆谥袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水量在500～550 mm，降雨主要集中在汛期7～9月份，占全年降水的70%左右。多年平均氣溫3.4℃左右;氣溫最高為7月份，平均氣溫為22℃左右，極端最高氣溫35℃;1月份最冷，平均氣溫為零下18℃左右，極端最低氣溫在－35℃。無(wú)霜期120 d，最大凍土深為2.0 m，多年平均水面蒸發(fā)量674 mm?；炷撩姘瀹a(chǎn)生裂縫的原因是多方面的，主要有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地基沉降、施工質(zhì)量、環(huán)境等因素。這些裂縫可以采用灌縫方法修補(bǔ)，使其恢復(fù)整體性和使用功能。但應(yīng)是靜止的裂縫，即其開(kāi)展已基本穩(wěn)定的。對(duì)于結(jié)構(gòu)承載力不足引起的裂縫應(yīng)采取相應(yīng)加固措施后才能填縫。根據(jù)其特點(diǎn)裂縫分為6種類型:

1)干縮裂縫，由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果。

2)塑性收縮裂縫，混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。

3)沉陷裂縫，不均勻沉降所致:或因模板剛度不足，模板支撐間距過(guò)大或支撐底部松動(dòng)等導(dǎo)致。

4)溫度裂縫，溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。

5)化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫，礦骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫等。

6)施工過(guò)程中引起的裂縫。

2 大壩混凝土面板裂縫處理標(biāo)準(zhǔn)

混凝土面板裂縫處理標(biāo)準(zhǔn):①縫寬≤0.25 mm的裂縫為微細(xì)裂縫，雖然不會(huì)產(chǎn)生大量滲漏，但對(duì)面板的耐久性有較大危害，因裂縫細(xì)微灌漿的可灌性較差，故對(duì)其只進(jìn)行表面封閉處理。②縫寬＞0.25 mm的裂縫為規(guī)模較大的裂縫，如不及時(shí)處理，將引起庫(kù)水或雨雪水從裂縫中滲入，導(dǎo)致面板中的鋼筋銹蝕加劇，加快混凝土表面的碳化，降低面板的耐久性與使用壽命，甚至危及工程的安全。采用灌漿處理可對(duì)微細(xì)混凝土裂縫進(jìn)行充填，達(dá)到防滲補(bǔ)強(qiáng)的目的。

3 大壩混凝土面板裂縫幾種處理材料

3.1 環(huán)氧增厚涂料

環(huán)氧增厚涂料是一種性能優(yōu)越的保護(hù)涂料，適用于混凝土裂縫處理。具有以下特點(diǎn):①施工方法簡(jiǎn)便，不需繁雜配制，只需將兩組份按比例混合均勻即可涂刷;②固份含量高，減少了普通溶劑型涂料中大量溶劑或稀釋劑的揮發(fā)引起的對(duì)人體和施工環(huán)境的污染;③與混凝土黏結(jié)強(qiáng)度高;④抗?jié)B、抗拉、抗沖、抗彎等多種性能突出，耐久性好。

3.2 化學(xué)材料灌漿

采用環(huán)氧灌漿材料，是一種具有較高黏結(jié)強(qiáng)度及防滲特性的改性環(huán)氧化學(xué)灌漿材料，主要用于補(bǔ)強(qiáng)及防滲。這種材料黏度低，可灌性好，可滲入0.2 mm混凝土裂縫和微細(xì)巖體內(nèi)，與國(guó)內(nèi)外的同類材料相比，其早期發(fā)熱量低、無(wú)毒性、施工操作方便，是較理想的混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固材料。

4 面板裂縫處理的幾種施工工藝方法

4.1 縫寬≤0.25 mm裂縫處理的施工工藝

基面處理涂刷，一面涂刷環(huán)氧增厚涂料:①基面處理。對(duì)裂縫兩側(cè)混凝土表面用打磨機(jī)磨刷，并用鋼絲刷進(jìn)行清理，處理寬度為兩側(cè)各150 mm，并用水對(duì)裂縫表面進(jìn)行清洗，要求沖洗后的表面無(wú)浮塵、無(wú)雜質(zhì)。②涂刷雙組份聚硫?；嬉３指稍铮瑢?duì)于潮濕表面可采用噴燈將基底表面烘干。待混凝土表面干燥后，涂刷聚硫一遍，涂刷寬度為兩側(cè)各150 mm，即不能漏刷，又不能涂刷過(guò)厚。③涂刷低黏度環(huán)氧。待聚硫固化后涂刷低黏度環(huán)氧，要求滲入混凝土表面，與混凝土表面充分黏結(jié)。④涂刷環(huán)氧增厚涂料。用環(huán)氧增厚涂料在清洗過(guò)的裂縫兩側(cè)各150 mm范圍內(nèi)涂刷縫面2遍，要求涂刷厚而均勻。整道工序完成后，涂層厚度1 mm左右。

4.2 縫寬＞0.25 mm裂縫處理施工工藝

縫寬＞0.25裂縫處理的施工工藝為:基面清理——埋設(shè)灌漿盒——封縫——灌注水溶性聚氨酯——表面封閉。具體為:①基面處理。與縫寬≤0.25 mm方式相同，采取表面封閉。②埋設(shè)灌漿盒。待混凝土表面干燥后，間隔500 mm左右黏貼灌漿盒，將環(huán)氧增厚涂料涂在灌漿盒的底座底面，黏貼到裂縫混凝土表面，再用環(huán)氧增厚涂料涂刷整條縫面2遍，涂刷時(shí)要求均勻不漏刷。③封縫。用鋼絲刷清理縫面，在縫面及灌漿盒周圍均勻地涂刷，并用環(huán)氧增厚涂料進(jìn)行封堵，以保證灌漿時(shí)不漏漿。④灌漿。灌漿前先壓注丙酮，試驗(yàn)壓力控制在0.3 MPa以內(nèi)，以檢查、了解裂縫的通暢情況和確定吃漿量。配置漿液體積比:LW∶HW=30∶70，根據(jù)縫隙大小適量加人稀釋劑，加固化劑，加催化劑，按次序加入后分別攪勻。灌漿:水平縫按順序逐個(gè)灌漿，坡面斜縫自下而上灌漿，灌注漿液從第1個(gè)灌漿盒開(kāi)始，當(dāng)漿液連續(xù)從裂縫處或相鄰盒位冒出時(shí)，立即停止轉(zhuǎn)入第2個(gè)灌漿盒繼續(xù)灌注，依次向前進(jìn)行。灌漿壓力0.5 MPa，3 min不進(jìn)漿即可結(jié)束灌漿。為使裂縫完全被漿液灌滿，漿液在裂縫處未完全愈合的應(yīng)進(jìn)行第2次注漿，第2次注漿與第1次注漿應(yīng)有一定的時(shí)間間隔，但必須在漿液凝固前完成。⑤表面封閉。漿液完全固化后拆除灌漿盒，然后進(jìn)行表面封閉。

綜上所述，水庫(kù)大壩混凝土面板是大壩關(guān)鍵部分之一，直接影響大壩主體的安全運(yùn)行，所以面板裂縫的控制是尤其重要?；炷亮芽p是水利工程中的常見(jiàn)病和多發(fā)病，隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展，防裂措施的方法也越來(lái)越多。實(shí)踐證明，上述方法通過(guò)桃山水庫(kù)項(xiàng)目參建各方的檢查和驗(yàn)證，一致認(rèn)為裂縫處理符合設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了預(yù)期目的，并且運(yùn)行至今無(wú)后期變化，說(shuō)明方法很成功。

［1］黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.黑龍江省桃山水庫(kù)二期工程初步設(shè)計(jì)［R］.哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2006.

［2］肖翔.病險(xiǎn)水工程裂縫修補(bǔ)技術(shù)［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2009.