土石壩缺陷分析

楊 潔（邯鄲市水利水電勘測設計研究院，河北 邯鄲市 056001）

土石壩缺陷分析

楊 潔
（邯鄲市水利水電勘測設計研究院，河北 邯鄲市 056001）

摘 要：為了更好的處理我國已經投入運行的土石壩出現的缺陷，更好的掌握了解這些土石壩的情況，使得我國的水利工程中土石壩管理水平顯著提高。文章依照實際的工作經驗總結了幾種常見的土石壩缺陷，主要包括壩頂、壩高、面板、接縫、心墻以及基礎缺陷，并為這六種不同的缺陷提供了相應的解決措施。

關鍵詞：缺陷；土石壩；分析；處理

1 前言

土石壩是攔河大壩中使用最為廣泛的一種大壩類型，其結構主要有均質壩、心墻壩以及面板堆石壩。在使用中需要根據具體的施工要求以及地形要求選用不同的壩體結構以及施工材料。由于土石壩的結構相對較為簡單并且施工方便，成本較低，因而得到了廣泛的應用，但是在后期的管理以及施工質量控制上，土石壩相對較為復雜，并且還需要考慮一些特殊工況，例如高寒施工環境以及地震區域，大多數土石壩都會存在一定得缺陷。

2 土石壩缺陷分析

2.1 壩高缺陷。土石壩壩高的確定通常應當結合靜水位以及規定超高，在設計過程中許要結合大壩在沉降穩定后的高度，因而所在設計中不考慮預留必要的超過，那么壩頂的高度在實際的運行中必然會不能夠滿足要求。并且壩高缺陷往往會出現不同的狀況，針對實際需要還要確定不同的處理方法。

2.2 壩頂缺陷。在土石壩結構中放浪墻缺陷、路面老化缺陷等都屬于壩頂缺陷，具體包括施工縫、伸縮縫以及水平縫的拉裂、擠壓破壞，另外止水墻的破壞也屬于壩頂缺陷。在實際的施工中防浪墻同兩岸的連接也極其容易受到破壞，此類破壞也屬于壩頂缺陷。

對于壩體結構以及防滲結構來說，壩頂裂縫以及防浪墻的裂縫都不會有太大的影響，一般不需要盡心處理，但是該類部位的裂縫會影響管理工作的進行，并對視覺享受造成影響，因此大多會對其進行封閉處理，從而防止裂縫的進一步擴大。

壩頂缺陷會損害壩體結構以及防滲結構，因此必須對此類缺陷予以修復。主要的修復工藝主要包括：將原有破損止水去除，澆筑新的防浪墻，并進行新止水以及防水材料的安裝，從而封堵滲漏結構。

2.3 面板缺陷。混凝土面板堆石壩由于壩體不均勻沉降、上游水位變動、波浪淘刷、凍脹干裂、混凝土老化以及地震等因素的影響，面板及趾板混凝土易產生擠壓破損、脫空、隆起、塌陷、裂縫、凍融、混凝土老化等缺陷。

（1）面板裂縫是面板缺陷中比較常見的問題，除一些特殊情況外，一般是由于溫度和干縮引起的。面板裂縫一般不會導致壩體防滲結構的破壞，但會因加速溶蝕、凍融、鋼筋銹蝕等而導致面板耐久性降低，因此在實際工程中也應引起重視。

（2）由于壩體沉降偏大或地震作用，使面板產生擠壓破損、脫空、隆起、塌陷、裂縫等缺陷也是實際工程中較常出現的情況。若破損部位在水面以上，可采用回填一般混凝土，裂縫處理參照上文中提到的施工工藝；若破損部位在水面以下，則應回填例如PBM聚合物混凝土、水下環氧混凝土等化學材料，然后進行水下封縫處理。

（3）面板施工縫擠壓破壞是面板缺陷中另一常見的現象。在一些高壩的混凝土面板澆筑過程中，因設計或施工要求需要分段澆筑，因而在先、后澆筑的混凝土之間形成一個結合面，由于澆筑的不連續性，縫面處理不夠到位，導致新老混凝土結合不好，后期在結合面附近常出現裂縫、破損等缺陷。

（4）地處高寒大風地區的大壩，由于溫差、結冰、干濕循環頻繁等因素的影響，面板混凝土容易產生凍融、凍脹破壞，表現為混凝土剝蝕、細裂縫、面板強度及耐久性影響等。

2.4 心墻缺陷。若遇到水平荷載或者豎向荷載，心墻的防滲結構極其容易出現裂縫現象，并且土體本身還具有壓縮性能，因此即便填筑后心墻的高程還可能無法滿足設計標準，因而會出現心墻局部不均或者同壩頂銜接不緊密的現象，從而存在滲漏的問題，這些問題都會給防滲性能帶來不利影響，所以在實際的操作施工中必須予以處理。心墻在整個土石壩中衛浴中心位置，若心墻出現問題在竣工后難以進行處理，除非情況十分特殊。一般對心墻缺陷的處理均在施工過程中。

施工過程中要求心墻的頂部超過靜水位一定高度，從而保證不會出現滲漏，并且要求心墻同壩頂防浪墻之間緊密結合。在實際的施工中心墻常常會因為不均勻沉降問題而出現高程不足現象，或者脫開壩頂現象，此時邊需要進行補強加固處理。另外若大壩處于地震區，壩體結構就會因為地震現象而遭到損壞，出現滲漏問題，此時就需要對心墻進行補強。

2.5 接縫缺陷。在整個大壩中，依照作用的不同以及位置的區別，面板壩接縫可以分成多種，并且在大壩的防滲系統中，接縫是最為薄弱最容易出現滲漏和發生止水失效的。下面就針對周邊縫以及面板垂直縫進行詳細介紹。

（1）周邊縫。在大壩結構中，主要將趾板、面板之間的接縫稱作周邊縫，通常會在周邊縫中設置3道止水，并填充可壓縮材料。從變形性能上分析，周邊縫兩側的結構相差較大，價值水體的荷載作用，極易使得趾板同面板之間出現相對位移。所以周邊縫便會出現損壞或者張開現象，甚至防滲結構會由此出現損害。

（2）面板垂直縫。所謂的面板垂直縫即同壩軸線面板垂直的接縫，依照接縫的種類不同可以氛圍張性接縫和壓性接縫兩種。壓性縫是位于河床中部的垂直縫，主要在壩體的軸線中部，若壩體出現過大的沉降或者水庫水位漲幅過大，壓性縫便會受到擠壓，從而產生破損，一般中低壩的止水縫會設置一道，高壩則會設置兩道。張性縫則主要衛浴兩岸壩肩附近，縫面會使用防粘合劑，并設置兩道止水，因而很容易受到外界影響而出現張拉破損。

2.6 基礎缺陷。在整個水利工程事故中，由于地基問題造成的事故比例相對較大，通過總結可以分析出主要包括以下幾種問題。首先，基巖面不平整或者在巖面上存在細小的裂縫，或者基巖沒有事先進行灌漿處理；其次，沒有事先將表面風化嚴重或者存在密集裂縫的巖石清除干凈；再者，在基巖內部存在滲漏通道沒有及時予以發現；最后實現處理不良地質結構不到位，由此造成了基礎缺陷問題。

結語

土石壩結構往往會存在諸多的缺陷，依照缺陷的種類不同需要采用不同的處理方式，若僅僅是在壩頂路面出現老化或者面板出現裂縫等一些不會對土石壩安全運行造成影響的缺陷，那么可以不處理或者僅僅進行表面的封閉處理，但是若是出現對運行管理以及工程安全等產生影響的缺陷，則必須盡快的進行處理加固，消除缺陷。

參考文獻

[1]中國水利水電科學研究院.十三陵抽水蓄能電站上水庫混凝土面板裂縫檢測與分析[R]. 2012.

中圖分類號：TV641

文獻標識碼：A