板橋河水庫(kù)左岸周邊縫止水破壞機(jī)理分析與修復(fù)方案

聶海勇，劉開(kāi)元

（1.三峽大學(xué),湖北 宜昌 443000；2.宜昌清江水電設(shè)計(jì)院，湖北 宜昌 443000）

板橋河水庫(kù)左岸周邊縫止水破壞機(jī)理分析與修復(fù)方案

聶海勇1，劉開(kāi)元2

（1.三峽大學(xué),湖北 宜昌 443000；2.宜昌清江水電設(shè)計(jì)院，湖北 宜昌 443000）

混凝土面板堆石壩周邊縫止水破壞將危及大壩安全,論文分析了周邊縫止水破壞機(jī)理,提出了可靠的修復(fù)方案,確保板橋河水電樞紐工程大壩的安全。

混凝土面板堆石壩;周邊縫止水;破壞機(jī)理;修復(fù)方案

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.070

1 工程概況

板橋河水庫(kù)位于秭歸縣楊林橋鎮(zhèn)，大壩為鋼筋砼面板堆石壩，總庫(kù)容359.65萬(wàn)m3，最大壩高64.3m，2004年8月11日動(dòng)工建設(shè)，2006年8月25日建成。

201 1年1月24日，管理單位發(fā)現(xiàn)周邊縫裂變的險(xiǎn)情；1月26日，我們開(kāi)始對(duì)左岸周邊縫止水破壞機(jī)理及處理方案進(jìn)行研究；2月15日，管理單位按我們提出的方案對(duì)周邊縫止水進(jìn)行處理。

2 周邊縫止水破壞機(jī)理分析

2.1 大壩安全總體評(píng)價(jià)

經(jīng)管理單位介紹，2009年8月，該水庫(kù)左岸周邊縫出現(xiàn)沉降。2010年12月，水庫(kù)管理人員發(fā)現(xiàn)BL3、BL4、BL5面板與高趾墻間的周邊縫縫間加大，面板沉降達(dá)16cm；而且紫銅片斷裂，長(zhǎng)23.6m。

根據(jù)大壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，豎向位移方面，運(yùn)行初期前四年累計(jì)值/近一年位移值 (mm)分別為Q2=0/0，Q3=168/12，Q4=186/9，Q5=43/0，H2=62/3，H3=64/0，H4=65/2，H5=33/4，壩頂最大沉降率0.29%，馬道最大沉降率0.27%，滿足設(shè)計(jì)要求。而近一年來(lái),壩頂最大沉降僅12mm(Q3)，馬道最大沉降僅4mm(H5)，亦滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)豎向位移隨時(shí)間變化的趨勢(shì)來(lái)看，豎向位移趨于平緩，亦滿足設(shè)計(jì)要求。

水平位移方面，運(yùn)行初期橫向(向下游為正)位移前四年累計(jì)值/近一年位移值(mm)分別為Q2=12/7，Q3=56/-6，Q4=36/-3，Q5= 9/9，H2=7/-1，H3=23/1，H4=16/-17，H5=-11/-11。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，壩頂Q3向下游位移56mm大于Q4向下游的位移36mm；馬道H3向下游移動(dòng)23mm，大于H4向下游的位移16mm。而近一年來(lái)，壩頂最大橫向位移僅9mm(Q5)，馬道最大橫向位移僅-17mm (H4)。根據(jù)橫向位移隨時(shí)間變化的趨勢(shì)來(lái)看，橫向位移波動(dòng)很大，說(shuō)明壩體應(yīng)力仍處于調(diào)整狀態(tài)。

運(yùn)行初期縱向(向左岸為正)位移前四年累計(jì)值/近一年位移值(mm)為Q2=9/-4，Q3=52/32，Q4=50/24，Q5=5/-9，H2=57/8，H3= 70/5，H4=82/13，H5=15/-24。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，壩頂Q3向左岸位移52mm大于Q4的位移50mm；馬道H3向下游移動(dòng)70mm。而近一年來(lái),壩頂最大縱向位移32mm(Q3)，馬道最大縱向位移-24mm (H5)。根據(jù)縱向位移隨時(shí)間變化的趨勢(shì)來(lái)看，縱向位移波動(dòng)很大，說(shuō)明壩體應(yīng)力仍處于調(diào)整狀態(tài)。

根據(jù)三向測(cè)縫觀測(cè)值，BL8防浪墻頂最大三向位移為(6，0，0)，BR4防浪墻頂最大三向位移為(3，0，0)，BR6防浪墻頂最大三向位移為(7，0，0)，BR6壩頂最大三向位移為(4，1，1)，BR4壩頂最大三向位移為 (3，8，-2)，BL8壩頂最大三向位移為 (4，-2，-1)，BL2左岸趾墻最大三向位移為(2，1，2)。根據(jù)各縫的最大測(cè)量數(shù)據(jù)分析，BR4壩頂三向位移最大。

根據(jù)大壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，板橋河水庫(kù)大壩總體變形滿足規(guī)范要求。

另外，經(jīng)管理單位介紹，量水堰滲流相關(guān)分析表明，滲流無(wú)突變、滲水混濁等異?，F(xiàn)象。

綜上所述,我們認(rèn)為大壩現(xiàn)狀是安全的。

2.2 周邊縫止水破壞機(jī)理分析

通過(guò)大量調(diào)查與分析，水庫(kù)左岸周邊縫出現(xiàn)裂變的原因如下：

（1）左壩肩為陡坎,局部有反坡,施工時(shí)大型碾壓設(shè)備無(wú)法到達(dá)岸坡,又未采用其他措施進(jìn)行夯實(shí),實(shí)際上為松填狀態(tài),造成沉降變形過(guò)大而致使面板隨之下沉，致使周邊縫開(kāi)裂過(guò)大，拉裂了止水銅片；（2）銅片鼻子總長(zhǎng)150mm,考慮到銅片的延展性,其伸縮量應(yīng)達(dá)到225mm,而左岸周邊縫最大錯(cuò)位僅160mm,就造成了銅片斷裂，說(shuō)明銅片質(zhì)量存在問(wèn)題；（3）BL3、BL4分界處為箱形高趾墻轉(zhuǎn)折處,為克服應(yīng)力集中,高趾墻在轉(zhuǎn)折處設(shè)伸縮縫1條,而施工時(shí)將該伸縮縫取消,導(dǎo)致本處應(yīng)力集中而難以釋放,造成本處高趾墻裂縫,面板擠壓變形；（4）根據(jù)墊層料的級(jí)配分析，小于5mm的顆粒僅14.4%,少于設(shè)計(jì)的40%。分析原因，主要是止水破壞后未及時(shí)處理，水庫(kù)滲水將細(xì)顆粒大量帶走造成的。這也是面板下沉，拉裂止水銅片的又一主要原因。

3 周邊縫修復(fù)方案

3.1 止水修復(fù)

將趾墻和面板擬安裝止水部分的砼拆除，止水部分以下的趾墻與面板間的孔隙用環(huán)氧樹(shù)脂混凝土充填密實(shí)，止水銅片安裝面采用環(huán)氧樹(shù)脂沙漿與老混凝土粘接且頂部平整，然后將止水銅片用環(huán)氧樹(shù)脂粘貼在環(huán)氧樹(shù)脂沙漿面上，然后澆筑新混凝土使建筑物外觀整齊美觀，澆筑新混凝土前，將膨脹螺栓固定于老混凝土上，將鋼筋錨固于膨脹螺栓上。周邊縫處理同原設(shè)計(jì)，即銅片下部仍填墊5mm厚的PVC板，趾墻與面板間亦填墊5mm厚的PVC板，銅片上部仍填充GB填料，并用3厚的PVC板進(jìn)行保護(hù)。另外，新老混凝土結(jié)合處粘貼SG305-C1液體橡膠或PSITAPE快速修補(bǔ)帶,涂刷PSI-200水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料。（周邊維修復(fù)見(jiàn)圖1）

Destroy Mechanism Analysis and Rehabilitation Scheme of Perimeter Joint Waterstop Structure inthe Left Bank of Banqiao River

NIEHai-yong1,LIUKai-yuan2
（1.ChinaThreeGorgesUniversity,Yichang443000,China；2.QingjiangHydropowerDesignInstitute,Yichang443000,China.）

Destruction of the perimeter joint waterstop structure of concrete faced rock-fill dam (CFRD)will endangers the dam safety, this paper analyzes destroymechanism the perimeter joint waterstop structure and puts forward the reliable repair plan,to ensure the safety of hydropower project dam of banqiao river.

concretefacedrock-filldam;waterstopofperimeterjoint;destroymechanism;rehabilitationschemes

TV641

B

1007-9467（2016）07-0109-02

聶海勇（1976~），男，湖北宜昌人，工程師，從事水電設(shè)計(jì)研究，（電子信箱）597026710@qq.com。