桃山水庫大壩混凝土面板裂縫分布特點分析

王克國，李春楊

(黑龍江省桃山水庫管理處，黑龍江七臺河154600)

桃山水庫位于黑龍江省七臺河市內，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、養魚等大型綜合性水利樞紐工程。水庫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，水庫工程Ⅱ等Ⅱ級，按100 a一遇洪水設計，2000 a一遇洪水校核，校核總庫容為2.64億m3，興利總庫容為0.98億m3，死庫容為0.18億m3，凈調節水量為0.83億m3。水庫由主壩、副壩、溢流壩和輸水洞組成，主壩為黏土心墻土石壩，副壩為均質土壩，上游壩坡面為混凝土面板。

1 桃山水庫混凝土面板工程特點及其類型

倭肯河流域屬于中溫帶大陸性季風氣候區，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℃。無霜期120 d，最大凍土深為2.0 m，多年平均水面蒸發量674 mm。混凝土面板產生裂縫的原因是多方面的，主要有結構設計、地基沉降、施工質量、環境等因素。這些裂縫可以采用灌縫方法修補，使其恢復整體性和使用功能。但應是靜止的裂縫，即其開展已基本穩定的。對于結構承載力不足引起的裂縫應采取相應加固措施后才能填縫。根據其特點裂縫分為6種類型:

1)干縮裂縫，由于混凝土內外水分蒸發程度不同而導致變形不同的結果。

2)塑性收縮裂縫，混凝土在凝結之前，表面因失水較快而產生的收縮。

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

4)溫度裂縫，溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中。

5)化學反應引起的裂縫，礦骨料反應裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫等。

6)施工過程中引起的裂縫。

2 大壩混凝土面板裂縫處理標準

混凝土面板裂縫處理標準:①縫寬≤0.25 mm的裂縫為微細裂縫，雖然不會產生大量滲漏，但對面板的耐久性有較大危害，因裂縫細微灌漿的可灌性較差，故對其只進行表面封閉處理。②縫寬＞0.25 mm的裂縫為規模較大的裂縫，如不及時處理，將引起庫水或雨雪水從裂縫中滲入，導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。采用灌漿處理可對微細混凝土裂縫進行充填，達到防滲補強的目的。

3 大壩混凝土面板裂縫幾種處理材料

3.1 環氧增厚涂料

環氧增厚涂料是一種性能優越的保護涂料，適用于混凝土裂縫處理。具有以下特點:①施工方法簡便，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引起的對人體和施工環境的污染;③與混凝土黏結強度高;④抗滲、抗拉、抗沖、抗彎等多種性能突出，耐久性好。

3.2 化學材料灌漿

采用環氧灌漿材料，是一種具有較高黏結強度及防滲特性的改性環氧化學灌漿材料，主要用于補強及防滲。這種材料黏度低，可灌性好，可滲入0.2 mm混凝土裂縫和微細巖體內，與國內外的同類材料相比，其早期發熱量低、無毒性、施工操作方便，是較理想的混凝土補強加固材料。

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，一面涂刷環氧增厚涂料:①基面處理。對裂縫兩側混凝土表面用打磨機磨刷，并用鋼絲刷進行清理，處理寬度為兩側各150 mm，并用水對裂縫表面進行清洗，要求沖洗后的表面無浮塵、無雜質。②涂刷雙組份聚硫。基面要保持干燥，對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，涂刷寬度為兩側各150 mm，即不能漏刷，又不能涂刷過厚。③涂刷低黏度環氧。待聚硫固化后涂刷低黏度環氧，要求滲入混凝土表面，與混凝土表面充分黏結。④涂刷環氧增厚涂料。用環氧增厚涂料在清洗過的裂縫兩側各150 mm范圍內涂刷縫面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，再用環氧增厚涂料涂刷整條縫面2遍，涂刷時要求均勻不漏刷。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，并用環氧增厚涂料進行封堵，以保證灌漿時不漏漿。④灌漿。灌漿前先壓注丙酮，試驗壓力控制在0.3 MPa以內，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:水平縫按順序逐個灌漿，坡面斜縫自下而上灌漿，灌注漿液從第1個灌漿盒開始，當漿液連續從裂縫處或相鄰盒位冒出時，立即停止轉入第2個灌漿盒繼續灌注，依次向前進行。灌漿壓力0.5 MPa，3 min不進漿即可結束灌漿。為使裂縫完全被漿液灌滿，漿液在裂縫處未完全愈合的應進行第2次注漿，第2次注漿與第1次注漿應有一定的時間間隔，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，然后進行表面封閉。

綜上所述，水庫大壩混凝土面板是大壩關鍵部分之一，直接影響大壩主體的安全運行，所以面板裂縫的控制是尤其重要。混凝土裂縫是水利工程中的常見病和多發病，隨著混凝土技術的發展，防裂措施的方法也越來越多。實踐證明，上述方法通過桃山水庫項目參建各方的檢查和驗證，一致認為裂縫處理符合設計要求，達到了預期目的，并且運行至今無后期變化，說明方法很成功。

［1］黑龍江省水利水電勘測設計研究院.黑龍江省桃山水庫二期工程初步設計［R］.哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測設計研究院，2006.

［2］肖翔.病險水工程裂縫修補技術［M］.北京:中國水利水電出版社，2009.