自密實堆石混凝土重力壩分縫設(shè)計的思考與實踐

王龍

中國水電基礎(chǔ)局有限公司 天津 301700

混凝土重力壩設(shè)計對于壩體施工和壩體的可靠性和耐久性都有非常重要的作用，尤其是自密實堆石混凝土重力壩設(shè)計中，分縫設(shè)計是非常重要的組成部分，對于防止壩體裂縫有非常重要的影響。通過良好的壩體分縫設(shè)計，也能夠防止壩體在投入使用后由于溫度和沉降而造成的壩體開裂問題，繼而提高壩體的使用壽命。

1 自密實堆石混凝土重力壩分縫設(shè)計原因及種類

1.1 自密實堆石混凝土重力壩

自密實堆石混凝土重力壩是當(dāng)前大型水利工程建設(shè)中的重要組成部分，具有非常良好的水利防護功能以及其他基礎(chǔ)功能。而采用自密實堆石混凝土重力壩形式進行壩體設(shè)計，比傳統(tǒng)壩體設(shè)計要具有更加良好的安全性能、耐久性能，可以適應(yīng)更多復(fù)雜水利地形施工，是當(dāng)前重力壩施工中應(yīng)用的主要形式。在自密實堆石重力壩施工中，選擇使用自密實混凝土以及堆石進行填筑，保證壩體施工質(zhì)量良好[1]。

1.2 分縫設(shè)計的主要原因及種類

自密實堆石混凝土重力壩應(yīng)用后，其自身會受到外界因素的影響，從而產(chǎn)生本土裂縫問題。其一，自密實堆石混凝土重力壩投入使用后，長時間使用會導(dǎo)致壩體出現(xiàn)開裂和裂縫問題，從而影響到壩體的穩(wěn)定性和安全性。其二，在自密實堆石混凝土重力壩投入使用后，壩體也會受到溫度變化的影響。壩體在實際的溫度變化過程中內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)一定的變化，從而導(dǎo)致壩體出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。其三，自密實堆石混凝土重力壩投入使用后也會出現(xiàn)沉降問題，沉降問題出現(xiàn)也在一定程度上增加了自密實堆石混凝土重力壩的裂縫現(xiàn)象。而在實際的重力壩施工中，為了有效的防止重力壩施工和使用后出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，在重力壩施工中進行分縫設(shè)計。

當(dāng)前，在重力壩施工縫設(shè)計中，主要包括有橫縫設(shè)計、縱縫設(shè)計、水平施工縫設(shè)計等三種。1． 橫縫是壩軸線垂直的施工縫設(shè)計，防止壩體受到溫度和沉降變化而形成的施工縫。2． 縱縫是平行于壩軸線方向的設(shè)計縫，能夠適應(yīng)混凝土壩體的溫度變化性能，從而防止壩體出現(xiàn)裂縫。3． 水平施工縫是壩體水平結(jié)合面的施工縫。

2 實際案例情況介紹

本工程大壩樞紐設(shè)計為自密實堆石混凝土重力壩，壩體施工位于A 河支流，在建筑施工中選擇使用自密實堆石混凝土重力壩進行水庫攔截，施工后預(yù)計水庫總?cè)萘靠梢赃_到539 萬m3，壩頂設(shè)計高程為1890．1m 左右，設(shè)計洪水位達到1897．21m。工程水庫自密實堆石混凝土重力壩施工中，選擇使用堆石填筑、自密實混凝土澆筑等環(huán)節(jié)，并且為有效保證工程的穩(wěn)定性及安全性，施工設(shè)計中針對壩體進行分縫設(shè)計。

3 自密實堆石混凝土重力壩施工設(shè)計和分縫設(shè)計要點

3.1 自密實堆石混凝土選材和配比設(shè)計

自密實堆石混凝土壩體施工設(shè)計中，壩體混凝土選材以及壩體設(shè)計是非常重要的組成部分。

首先，本工程選材設(shè)計中，主要包括以下幾方面內(nèi)容：①混凝土水泥選材，設(shè)計使用P．O42．5。②混凝土砂石骨料選材，選擇設(shè)計使用細度模數(shù)2．5、粗骨料為16．4%，最大粒徑為≤20mm。③混凝土摻合料選擇使用Ⅱ級粉煤灰。④混凝土外加劑選擇使用自密實混凝泥土專用外加劑。⑤施工中堆石材料選擇使用山體爆破石頭，直接用于施工。

其次，混凝土配合比設(shè)計也非常關(guān)鍵。配合比設(shè)計對于自密實混凝土使用量而言有非常重要的作用，并且在實際的配合比設(shè)計中，首先進行了理論值設(shè)計并通過理論值設(shè)計，完成了最終配合比控制。配合設(shè)計中應(yīng)用水泥、砂、石子、水、粉煤灰、專用外加劑等材料，其配合比設(shè)計比例為1．000、6．288、3．097、1．132、1．632、0．037。而通過試驗對比最終確定自密實混凝土配合比方案為176．7kg、1111．1kg、547．3kg、200kg、288．4kg、6．5kg。通過合理配比設(shè)計，保證混凝土施工質(zhì)量[2]。

3.2 自密實堆石混凝土分縫設(shè)計要點

本工程施工中為了保證自密實堆石混凝土壩體施工質(zhì)量良好，施工中進行了分縫設(shè)計，以下是對壩體分縫設(shè)計的要點總結(jié)。

（1）壩體分縫設(shè)計中，應(yīng)該針對壩體縫結(jié)構(gòu)形式進行設(shè)計，設(shè)計過程中，根據(jù)工程具體施工情況以及工程地質(zhì)情況進行混凝土分縫形式設(shè)計，通過分縫形式的合理設(shè)計，保證分縫施工更加合理。本次分縫設(shè)計中針對壩體材料、最高壩高、壩頂長度、壩底厚度、平均氣溫等相關(guān)因素進行了良好的調(diào)查。其中壩體材料選擇設(shè)計二級配C9015 自密實堆石混凝土、壩高設(shè)計46．5m、壩頂厚度達到5m、壩頂長度達到220m、最大壩底厚度為46．5m 而實際的平均氣溫達到了18．14 攝氏度。通過具體的工程地質(zhì)情況，總結(jié)設(shè)計有3 條橫式分縫。其中分縫設(shè)計中，分別設(shè)計在大壩基礎(chǔ)巖性變化位置。將壩體分割為左岸非溢流壩段、溢流壩段及底孔壩段、右岸非溢流壩段三個壩塊。

（2）壩體分縫設(shè)計過程中，對于分縫位置選擇十分重要。上述中提出本次工程壩體分縫位置考慮在大壩基礎(chǔ)巖性變化處。并根據(jù)功能不同，將壩體分割為將壩體分割為左岸非溢流壩段、溢流壩段及底孔壩段、右岸非溢流壩段三個壩塊，保證縫體設(shè)計更具有合理性[3]。

4 結(jié)語

本文筆者針對水庫重力壩堆石自密實混凝土分縫設(shè)計進行了研究，并以具體案例設(shè)計介紹了大壩分縫設(shè)計的要點。在實際的自密實堆石混凝土重力壩設(shè)計過程中，通過對周邊巖性結(jié)構(gòu)和地質(zhì)情況進行有效的調(diào)查，保證水庫重力壩分縫設(shè)計更加合理。