混凝土面板堆石壩病害特點及其除險加固措施研究

中國水利水電第五工程局有限公司 四川 成都 610000

1 引言

混凝土面板堆石壩雖然能夠有效的應用于水利防水工程中，但是因為其施工以及工作使用中可能存在較多的面板開裂、滲水等問題，在施工中要嚴格按照規范和方案要求進行。

2 面板堆石壩基本病害類型和特點

2.1 面板裂縫 面板裂縫在早期因為其構成的混凝土硬化時的干縮，以及內外溫差等性能特點，在施工過程無法有效的避免，會導致其產生細微的、無規律性的輕微裂縫分布。這些細微的裂縫堆石壩的結構體強度、承載力等各方面性能都沒有較大的影響，并且隨著使用年限的不斷增加，這些裂縫逐漸趨于穩定，但是這些裂縫隨著高度的增加會呈現出水平發展的趨勢，在水壓不斷升高的影響下，壩體極有可能從這些水平裂縫的薄弱處開裂，進而造成重大的事故發生‘但是，面板會因為下游拉力而減少了上游下面板的裂縫開展。裂縫從結構分布位置上來看，又分為結構性裂縫和非結構性裂縫，結構性的裂縫會直接影響壩體的承載力性能，對壩體的安全運行影響較大，所以要重視結構性裂縫的防治。裂縫產生的原因除了混凝土硬化養護過程中形成之外，裂縫的產生也會受到壩體各個部分不均勻沉降的影響，這種沉降受壩體地基、基層的施工質量的影響較大，尤其是對于特殊地質條件下的地基處理不到位，會在以后的運行使用過程中造成巨大的安全隱患。

2.2 面板擠壓受力 堆石壩一般利用預制混凝土面板的優越防水效果以及低成本、方便施工的特點，將混凝土板作為堆石壩重要的防水體系，但是混凝土板的厚度較小，能夠承受的外加壓力和荷載較小，而混凝土板又要承受來自蓄水階段、支撐體系以及各種結構體擠壓的作用，使得混凝土面板容易因為擠壓受力而造成不同程度的破壞，表現為扭曲和加壓斷裂等不良情況。在蓄水期因水壓作用，促使壩體與面板均朝著下游方向開始變形。在蓄水期以后由于部分面板遭受大壩制約，其中一小部分會朝著上游異常變形，然而，大部分面板仍舊會遭受水壓影響，很大一部分面板于中段朝著下游方向變形，進而在面板中出現中部朝下而側面朝上的這種形式。

擠壓變形一般分為水平和豎直方向上的壓力變形趨勢，垂直擠壓的壓力一般來自于蓄水壓力的影響，堆石區上下游壓力差的出現，導致受壓不能有效的平衡，在這種壓力差之下產生了變形趨勢。水平擠壓是因為水平裂縫的原因，因為裂縫的緣故，造成了結構體抗壓能力的下降，上下游因為方向相反的變形趨勢，為混凝土裂縫的產生創造了條件。

2.3 無法阻止水的滲透力 面板堆石壩是的重要功能體現就是防滲性，面板本身具有良好的防滲性能，但是在面板的連接、搭接位置常常會伴隨著防滲效果不良的問題，因為面板需要止水材料的補充配合，這些止水材料通常是柔性的，而面板的整體剛度較大，如果不能將兩種不同剛性材料有效的結合，那么隨著使用年限的增加，水利工程的整體防滲效果會不斷的降低。因此面板縫的處理是防滲施工的重點，通常在施工中應該選擇延展性能良好的銅質材料來承受水體的沖擊，如果材料的性能不達標，在長期的使用過程中，必然會導致止水效果不良，引發較大的安全事故。

3 除險加固技術與措施

3.1 基層材料加密 防滲面板需要良好的基層作為支撐，而基層除了能夠提供面板的支撐作用外還要具備良好的密實性，良好的基層密實度能夠提供較高的承載力支撐，同時可以有效的防止水流沖擊造成的基層材料缺失，基層材料的缺失對于面板的影響很大，會使面板不能均勻的承受荷載作用，造成面板的裂縫或者斷裂。在日常的運行使用過程中，要做好面板的檢查工作，發現基層材料空缺流失現象時，要采用及時有效的辦法做好補充工作，一般采取灌漿法和局部修補法處理，并對處理之后的效果進行檢驗。

3.2 脫空充填灌漿 基層材料與面板不能以同樣的變形趨勢發展時，一般會造成基層材料的脫空現象，面板失去有利支撐后會造成面板脫落等不良病害，一般是在面板的脫空位置，通過灌漿注射管道，將灌漿液體傾斜的注入到脫空位置，當漿液充滿整個脫空部位，并且均勻的流出時，表明漿液已經充滿了整個脫空部位，并利用地質雷達探測處理效果，保證施工達標。

3.3 破損面板修復 破損面板要及時發現。及時處理，面板破損之后，會不斷的侵蝕基層以及結構層的穩定性和承載力，施工措施是將破損面板全部移除之后，對該位置在進行徹底的清潔，可以利用有效的輔助工具，比如人工風鎬、電動液壓切割機等設備。

3.4 面板裂縫處理 面板裂縫要根據其裂縫的寬度，選擇適宜的材料和施工方案，比如對于較大的裂縫首先將裂縫的內部用環氧樹脂填實，在裂縫的表面處利用噴涂法噴涂防滲、防水材料，或者在裂縫表面安置防滲蓋片。

3.5 止水修復 對于較大的面板堆石壩工程最少要設置兩道有效的止水結構，已經投入使用的面板堆石壩工程對于中、底部的止水修復較為困難，對施工的技術要求較高，修復止水效果不佳，止水修復工作的重點應該放在面板堆石壩工程的頂部，及時的更新存在問題的面板，選取性能優良的防滲蓋片，將蓋片兩側經由彈性封邊劑完成封邊處理，形成良好的整體性防水體系。

4 結語

對于已經投入使用的工程，要及時做好檢查工作，發現相關問題隱患，及時處理。同時，也要不斷探索各種加固措施的改良和創新發展工作，使面板堆石壩更好的發揮性能作用。