解析中型水库大坝裂缝检测方法和管理

解析中型水库大坝裂缝检测方法和管理
摘要：混凝土是一种建筑的核心原材料,应用量巨大，在实际混凝土的使用中，裂缝是
最常见的安全隐患之一，水电站作为维系地方民生经济的重要企业，其安全稳定运行有着十
分重要的意义，大坝作为水电站的基础建筑结构，其安全隐患对水电站的影响尤为严重。

本
文针对水库大坝坝顶裂缝进行分析，给出大坝裂缝的基本检测方法，结合裂缝的分类标准，
分析裂缝原因，给出处理方案。

关键词：水电站、大坝、混凝土、裂缝检测、裂缝处理
0引言
水电站大坝在施工过程中，混凝土质量较差，施工中和实际使用中出现了较多明显的裂缝，对水电站大坝的安全稳定运行造成了一定的隐患。

经分析发现，混凝土质量差，工期紧，浇筑过程间断以及施工不规范，导致裂缝成为建筑物较为普遍的质量安全问题之一。

在建筑
物的施工过程中，如果发现由于混凝土造成的单条或者多条裂缝现象时，应分析裂缝类型，
裂缝成因，裂缝危害，并给出合理的解决方案。

1水电站大坝混凝土裂缝分类
1.1大坝混凝土裂缝形成原因
大坝混凝土裂缝形成的主要原因，根据混凝土材料、性能、施工方式、裂缝性状、所处
环境进行分类，对裂缝的成因总结如下：
（1）混凝土材料方面
混凝土配比设计不合理，发生泌水、沉降、收缩；水泥凝结异常、膨胀异常、水化热、
含碱量高；骨料质量差、碱活性低；拌合水含有氯化物；外加剂使用不当等
（2）混凝土施工方面
掺合料拌和不匀、拌和时间过长；运输时配合比改变、振捣不足；浇筑顺序、速度不当；硬化前收到震动或负荷、初期养护时急骤干燥、初期冻害；温控不达标、浇注温度过高、通
水冷却过迟、新浇筑混凝土无保温措施；施工模板变形、漏浆、支撑下沉、过早拆除等。

（3）其他施工流程方面
混凝土强度差、造孔施工队混凝土损伤大、局部造孔集中；灌浆压力和注入率控制不当、卡塞位置不当、不均匀抬动变形控制不当；周围爆破振动控制不当；施工设备碰撞、高空坠
物等
（4）环境因素方面
温湿度变化剧烈、构建两面温湿度差别过大。

1.2大坝混凝土裂缝分类
根据大坝裂缝产生的性质，部位，是否位于基础约束区，对结构应力和安全运行的影响
程度进行分类，大坝混凝土裂缝分类如表1
表1大坝混凝土裂缝分类
2水电站大坝裂缝检测方法
现行针对水电站大坝裂缝检测的方案，主要是监测裂缝状态和裂缝深度。

裂缝的检测方
法则主要是根据裂缝的长度、宽度、高度、形状以及蔓延趋势进行，主要途径以施工工人和
相关设计工作人员进行仪器检测和目测检测。

根据工程实践经验，针对混凝土裂缝检测的仪器主要有：回弹仪、非金属超声波检测仪、取芯机、压力试验机、读数放大镜、地震(或声波) CT层析成像、钻孔全景图像等。

裂缝深度可采用无损检测和钻孔检测，常见的裂缝检测方法如下：
（1）超声波检测
利用超声波原理，将超声波探头分布在裂缝两端，记录仪器检测结果，对比超声波无缝
数据，测定裂缝深度。

该检测方法适用于缝面为干缝，且裂缝周围无钢筋和其他金属元件，
裂缝深度＜0.5m时（表面浅层裂缝），可采用纵波绕射无孔检测；裂缝深度＞0.5m时，采
用采用钻孔对穿声波检测，检测时，在裂缝两侧1米处各打一个孔，孔径＞50mm，对穿声波
测点点距≤20cm，测孔冲洗干净后注满清水。

（2）凿槽检测
对于表面浅层裂缝，使用凿槽工具沿裂缝凿至裂缝的末端，使用钢尺测量裂缝深度。

这种测量方法，在凿槽过程中会产生许多杂质，导致缝面被掩盖，测量误差交大；当裂缝较深时，实际操作可行性不强。

（3）钻孔压水（风）检测
在裂缝的一侧或者两侧打斜孔穿过缝面（过缝＞0.5m），在孔内安装压水（风）设备，比如压水（风）管、手摇泵、阻塞器，进行压水（风）操作，在裂缝表面涂抹肥皂水，观察现象。

若压水（风）缝隙表面渗水（冒泡），说明钻孔过缝，且缝深＞钻孔穿过缝隙的垂直深度，继续进行压水（风）操作，直至表面无水（气泡）出现，此时钻孔与裂缝交点到裂缝表面的距离即为裂缝深度，同时可以利用斜孔观察裂缝位置。

该方法使用仪器快捷简单，广泛应用于建筑工程。

（4）孔内电视检测
对于重要或者危害系数较大的裂缝，必要时，可骑缝钻孔，孔径＞76mm，对钻孔进行风干处理后，将摄像头伸入钻孔最深部分，根据电视图像判断裂缝的位置和深度。

该方法使用广泛，可以监测混凝土隐蔽的隐患。

3水电站大坝裂缝修补方法
对于水电站来说，如果出现危害性较大的裂缝，会破坏建筑物的整体性，改变建筑物的受力状态，出现漏水渗水钢筋锈蚀等安全隐患，危害水电站的安全稳定运行。

对于已被发现的缝隙，应严格分析缝隙原因，按照规定进行补强处理。

对于不再发展的裂缝应及时修补，对于尚未稳定的裂缝，待其稳定后或者裂缝开度中等偏大时再处理。

裂缝修补主要可以采用喷涂、粘贴、填充和灌浆等手段，修补材料性能指标应不低于原有混凝土，过流表面强于原设计指标。

缝隙宽度≤0.3mm的表层裂缝修补可以使用表面喷涂法和表面粘贴法，裂缝宽度＞
0.3mm的表层裂缝修补使用开槽粘贴法和填充法，深层裂缝、贯穿裂缝外露缝面处理使用填充法，深层裂缝、贯穿裂缝贯穿裂缝、混凝土内部裂缝的修补使用灌浆法。

针对不同的裂缝分类，修补方案如下：
（1）Ⅰ类裂缝：经监理工程师确认可不作修补
（2）Ⅱ类裂缝：一般部位可采用表面喷涂法、灌浆法修补
重要部位可采用钢筋网补强
（3）Ⅲ类、IV裂缝根据列分部位、类型，给出相应的处理方案如表2
1）裂缝位于非大坝迎水面，III类使用化学灌浆法+表面喷涂法；III类重要部位和IV 类采用化学灌浆法+凿槽嵌填止水材料+表面喷涂法；于对结构有整体性影响的Ⅲ类、Ⅳ类在上述基础上增加锚固法
2）裂缝位于大坝迎水面，采用化学灌浆法+充填粘贴法+锚固法
3）裂缝位于坝体中部，一般危害的裂缝采用灌浆法（水泥/化学）；严重危害的裂缝需采用钢筋网、锚筋桩、预应力锚杆、对穿锚索，端头胶结锚索等加固
4结语
本文针对大坝混凝土裂缝形成原因进行了分析，讨论了水电站大坝裂缝混凝土裂缝的分类，探讨了水电站大坝裂缝检测方法，提出了水电站大坝裂缝修补方案，最终提出水电站大坝裂缝修补质量监控，避免了裂缝的进一步扩大及其对大坝结构安全产生的不良影响。

实践证明，本文提到的混凝土裂缝修补方法经济合理，安全可靠，对水电站大坝工程施工的顺利进行及工程的质量有重要意义。

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