混凝土面板堆石壩的面板裂縫防治技術探索

【摘要】我國混凝土面板堆石壩自六十年代開始應用，隨著施工技術及設計理念的日臻完善，更大、更高的混凝土面板堆石壩得以建設成功，但是混凝土面板時常出現的裂縫問題仍未得到徹底解決，它嚴重地影響到壩體施工質量及結構安全。本文中，作者根據自身工作的經驗，對面板產生裂縫的不同原因進行分析，并提出了一些解決措施加以鞏固施工的質量，目的是提升混凝土面板堆石壩的施工質量，希望能給同行作為參考。

【關鍵詞】混凝土面板堆石壩；面板裂縫防治；UEA膨脹劑；措施

混凝土面板堆石壩因施工簡便、穩定性好、造價低、安全系數高等特點被認為是我國最好的壩類施工技術，因此被廣泛的應用，其發展前景可觀。但是混凝土面板時常出現裂縫，這對壩體的耐久性、整體性和結構安全性產生了不良影響。雖然小于0.2mm的裂縫經修補后不影響正常使用，但從長遠著想，裂縫的痕跡還是會對壩體產生很大的影響?；诖?，壩體建設中我們更應該進行深入的研究，找出可行的控制措施來提升混凝土面板的抗裂性，以減少陽避免裂縫的產生。

1、面板裂縫的成因分析

由于受面板裂縫產生的原因和結構性能的影響，面板裂縫可以分為兩種：一種是結構性裂縫，其產生的原因是由于壩體的部分結構不均勻變形及沉降引起，而另—種是非結構性裂縫，是因為混凝土因凝固和溫差產生的。

1.1非結構性裂縫

1.1.1溫度裂縫的成因

溫度裂縫產生的原因可能是施工過程中水泥水化熱不達標，也可能是因溫差引起了混凝土面板熱脹冷縮變形。由于壩體的內、外部存在一定的限制，就會產生自由變形的約束，慢慢地就造成混凝土內部產生拉應力，一旦這種拉應力超過混凝土的抗裂強度時就會使其產生裂縫。

1.1.2面板混凝土凝固干縮產生裂縫的成因

混凝土在凝結的過程中會因為在拌和時用了過多的水而慢慢發生失水減小、干縮的現象，慢慢地也會影響混凝土內部礦物質的結構而不斷產生收縮，并且由于受到面板和內部配筋、墊層摩阻力的制約就會產生裂縫。

1.2結構性裂縫的成因

產生的主要原因是面板無法承受水壓力的作用，加上壩基自重而發生不均勻沉降或水平移位，使得面板背部架空并和墊層之間出現空隙，造成變形，因面板不能隨壩體同步變形，便產生較大局部應力，當應力過大則使面板原來存在的微小裂縫發展成貫穿性裂縫或產生新裂縫。

2、非結構性裂縫的防治措施

2.1優化混凝土級配

在混凝土級配的過程中，要求堆石壩的技術人員在施工時要遵照工程施工的設計圖和各方面的要求進行施工，并根據工程的實際施工情況來配制混凝土的配合比，從而有效防止混凝土產生干縮裂縫。要盡可能的在混凝土施工中使用鋼纖維、聚丙烯纖維等摻纖維，這樣做不僅能夠有效抑制早期混凝土面板的表面產生裂縫，而且還能夠有效提升混凝土防裂抗滲的性能水平。

2.2對墊層約束作用力進行控制

在對面板混凝土進行澆筑之前，施工人員必須要全面的檢查墊層的脫空情況，如果脫空部位出現問題，就需要及時的進行處理，然后對坡面進行修整，以提升坡面的平整度。為了降低墊層料的摩擦系數，并且為了減少面板的剪切力，因此，盡量避免在面板鋼筋處被插入墊層，應在墊層處涂乳化瀝青后才可以進行澆筑。

2.3加強施工質量管理。面板施工期間應嚴格控制保溫、保濕、防風及養護工作，使面板混凝土的溫度變形、干縮變形得到控制，從而降低溫度梯度應力、干縮應力信。采用面板二次壓面的施工工藝以消除面板的表面裂縫。

3、結構性裂縫的防治措施

3.1加強壩基、壩坡的建設

壩基、壩坡是大壩的基礎根本。在建筑壩基時，應先將開挖出的地基清理干凈，底部必須鋪設足夠范圍和厚度的砂礫石層，并用重型機械進行碾壓，運用先進壓實檢測方法，盡可能提高壓實密度，同時確保不同區間的壓實標準均衡；接著應有計劃、有配合且連續進行填筑，可利用相同料源及相同巖性的填料來減少不均勻沉降及變形；而后對壩基進行防滲處理，防止出現不均勻的沉陷。避免后期因壩體沉降過大引起的面板結構性裂縫。壩坡都應是順坡，即使出現反坡也必須及時處理成順坡，嚴禁出現反坡情況；岸坡必須確保坡度合格并清理干凈。

3.2大壩填筑的要求

在對壩體進行填筑時，—般情況下都是分期、分區的進行均衡填筑。尤其是在對高面板堆石壩進行填筑時，由于填料的體積比較大，而且都是以千萬立方米為單位，至少也要有幾百萬立方米，這樣多的填料是不可能在一個枯水時期完成填舡程的，因此，當對第一個枯水期進行填筑時就必須填筑到臨時擋水渡汛的標準。需要注意的是壩體的整個斷面應該同時進行水平填筑，這樣不但能夠減少高差，而目能夠避免壩體產生不均勻沉降的現象。

3.3加強基礎面處理

在對面板堆石壩的基礎面進行處理時應該著重處理迎水面以下大約三分之一處。而對高面板堆石壩的建基面進行處理時需要全面且認真的進行處理，應將其填筑區的基礎落實在河床強風化巖層上面，并且要盡量減小其變形幾率，對墊層、過渡層區的設計和施工方面要加以重視，使其適應壩體的變形現象，盡量減少滲水量，避免基礎產生沉降。

3.4面板澆筑工藝

3.4.1工期的選擇

面板澆筑可在大壩防浪墻基礎高程以下一次澆筑成型，但必須經過沉降期；也可分期完成，但不宜分期太多，以2期為佳。分期澆筑時，第1期澆筑的高程可以定在發電死水位以上5m左右處，等到新的枯水期時再澆筑第2期面板。這樣不光可以利用施工期內的汛期先發電創效益，這樣做是為了提升大壩的沉降期，使壩體整體的沉降能夠達到最大值，給面板沉降裂縫的防治創造條件。

3.4.2合理進行面板的分縫及配筋

應盡量將處在受拉區的面板設計成窄型板且設置成張性縫；而受壓區面板就可以設計成寬型板且設置成壓性縫。在面板的受壓區、受拉區，其應力較大的部位需要進行合理配筋，這樣能夠以提升面板的整體強度和抗拉強度。

3.4.3采用雙層面板技術

以不改變混凝土面板厚度的基礎上，盡量將面板設為雙層的面板，因為兩個面板層間有隔離的效果，功能被分割，層間約束被減弱，使面板在一定程度內能自由變形，降低了拉應力，面板的雙層承載力能夠提升其質量，且有效避免了裂縫的產生，達到抗裂防滲和延長使用壽命的目的。