混凝土面板堆石坝问题原因分析与对策

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混凝土面板堆石坝变形浅析、控制与对策 杨和明 （中国水利水电第十一工程局有限公司 河南 郑州 450001） 摘 要：本文对CFRD出现的一系列变形形态进行了归类，并对其产生变形乃至破坏的原因进行剖析，同时提出了变形控制与解决问题的方法，以及处理变形的措施，对往后的CFRD设计、施工，以及运行管理起到借鉴作用。 关 键 词：CFRD 变形 浅析 控制 对策 中国自1985年开始用现代技术修建混凝土面板堆石坝（以下简称面板坝）建成以来，已经走过30年发展历程。在已建成高30m以上的220多座各类面板坝中，坝高100m级的有64座，坝高150m级15座，并陆续建成了天生桥一级（178m），洪家渡（179.5m）、三板溪（185.5m）和水布垭（233m）等一批200m级高坝，积累了丰富的科研、设计、施工、运行管理及监测等现代技术经验，虽说起步虽晚，但起点高，发展速度快，为混凝土面板堆石坝向更高更广的方向迈进奠定了坚实的基础。 但在施工和运行过程中也不同程度出现各类变形问题，这些问题的出现同时给大坝的运行安全构成威胁，及时处理得当，对大坝的运行及安全是积极有益的。 一、CFRD变形问题的主要表现 混凝土面板堆石坝变形问题，有的在施工期就有表现，有的发生在蓄水期，有的发生在运行期等阶段，具体的表现归类为以下几个方面：混凝土面板脱空，混凝土面板裂缝，混凝土面板侧向挤压破坏与水平断裂，混凝土面板局部塌陷，周边缝止水撕裂造成大坝漏水，反渗水造成混凝土面板裂缝和推动，大坝防浪墙挤压破坏，渗漏等。 二、CFRD变形问题的原因分析、控制与对策 1、混凝土面板的脱空 混凝土面板的脱空表现在施工期和运行期，其主要原因是随着大坝的逐步加高和自然沉降造成的，因大坝填筑使用的石料料源各异和成份及特性不同，施工过程碾压密实度的不同，造成大坝的沉降量也各不相同，目前还不能够精确计算获得，设计阶段沉降值计算仅为参考值。混凝土面板在浇筑成型后是刚性的，而大坝堆石体相对是柔性的，由于大坝沉降造成脱空是必然的，但要看其脱空度值的大小。尤其是大坝在运行期的脱空，给混凝土面板造成的危害更大。 超过100m级高度的混凝土面板堆石坝一般要采用分期施工混凝土面板，各期施工混凝土面板前，预沉降一般设为3~6个月，最好过一个雨季（汛期），但要看沉降值收敛情况，高坝一般以月沉降率小于5mm，作为判断能否浇筑面板的标准。对软岩填筑的坝体更应延长其沉降期，待沉降基本稳定后浇筑面板。 对分期施工的混凝土面板，要求大坝临时填筑高度高出该期面板顶部高程10~15m以上，以期坝体继续升高压实有良好的变形的协调性。在不影响工程发挥效益的前提下，可据情适当推迟最后一期面板的施工时间。 在大坝浇筑混凝土面板时，面板与挤压混凝土边墙间可预埋Φ1~1.5吋塑料灌浆花孔管，为了防止浇筑混凝土时进浆堵孔，制作时在打梅花孔的灌浆管外侧缠绕透明塑料胶带，灌浆管引至防浪墙底板以上，灌浆管的间距2~3m为宜，灌浆相互作为排气管。分期对面板脱空空腔进行回填灌浆，填实脱空区域，实施时务必控制灌浆压力，不得过大形成对面板的顶托力。 对设有放空洞的大坝，在放空库水后，可在根据混凝土面板根据监测到的脱空部位进行钻孔，分为进浆孔和排气孔，采用低压或无压灌浆，脱空空间尺寸大的部位可灌注水泥（掺粉煤灰）砂浆，灌浆应分三个等级，先灌注稠浆、浓浆，再灌注稀浆，直至回填密实。但在灌浆时对面板的抬动及时监测，发现有抬动变形，及时停止注浆。 在200m级以上高坝分期面板间设置铰缝，铰缝顶部设置水平柔性止水，使得面板随大坝沉降而贴紧垫层料的混凝土挤压边墙坡面转动。 2、混凝土面板裂缝 面板混凝土裂缝从其成因主要分为温度裂缝、干缩裂缝、结构裂缝。 温度裂缝是由于水泥水化热作用或外界温度影响，特别是气温骤降，形成混凝土内外温差过大，产生拉应力超出混凝土抗拉强度，或者超出混凝土极限拉伸值时，造成混凝土产生的裂缝。 干缩裂缝是由于外界气温和湿度条件影响，混凝土面板因失去过多水分而产生收缩裂缝；混凝土干缩通常是一个渐进的过程，可能要延续到一年以上。虽然混凝土的徐变可以使其松弛并延缓开裂，但后期有温度应力和干缩叠加，对混凝土裂缝产生重要威胁。所以，尽量减少混凝土的干缩仍然是十分必要的。另外，新浇混凝土尚未终凝，由于表面蒸发过快失水引起混凝土塑性收缩而产生浅表的细微裂缝，也应采取措施预防和及时处理。 结构裂缝主要是由于面板长而薄的特点、外荷载或坝体、坝基的不均匀变形所引起，需要采取一系列结构和施工措施研究解决。 施工期和运行期面板裂缝处理的对策： 施工期的裂缝 优化混凝土配合比设计：从原材料砂石骨料、水泥、粉煤灰、外加剂的选择开始，选用热膨胀系数小的灰岩骨料，选用普通硅酸盐水泥，Ⅰ级粉煤灰，到混凝土配合比设计试验，配合比的现场验证等工作入手，到混

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