闹德海水库大坝溢流面表面缺陷处理方案

闹德海水库大坝溢流面表面缺陷处理方案

通过安全鉴定，确定大坝溢流坝面存在诸多缺陷，采取溢流面裂缝、坝面混凝土剥蚀修补措施，消除了工程隐患，改善了大坝的安全水平。

标签：除险加固；溢流面裂缝；裂缝类型；表面剥蚀；处理方案

1 工程概况

闹德海水库位于辽河支流柳河上游，辽宁省彰武县境内，是一座以防洪滞沙、工业供水、农业灌溉等综合利用的大（二）型水库。工程始建于1938年，建成于1942年。目前水库的主要功能为：向阜新市提供工业和生活用水；同时保护水库下游农田、保护沈山、大郑、高新三条铁路，沈锦、沈承铁路、京沈高速公路、八三石油管路。2007年11月至2010年10月闹德海水库进行了为期三年的除险加固工程施工。

2 关于水库大坝溢流面表面缺陷的分析

2.1 大坝下游面混凝土裂缝在实际运作过程中出现了一系列的问题，根据辽宁省水利水电质量检测中心提供的《辽宁省闹德海水库工程安全检测报告》可知，闹德海水库大坝下游坝面混凝土出现多处竖向或近似竖向的裂缝，总数量近百条。混凝土裂缝长度范围为2.1m～31.2m，宽度范围为0.1mm～2.7mm，裂缝深度范围为23cm～107cm。主要裂缝数量为29条，其中，右岸挡水坝8条，左岸挡水坝7条，溢流坝14条。溢流坝段的4号、5号及6号工作桥桥墩与堰顶面连接处有倾向上游的近乎45度角的裂缝，裂缝是贯穿桥墩的裂缝。

2.2 目前来说，其下游侧表面剥蚀现状也是不乐观的，下游侧溢流坝面混凝土表面冲刷和冻融剥蚀严重，混凝土表面普遍出现麻面，骨料裸露，表面凸凹不平。混凝土表面剥蚀面积大小不一，其中溢流坝面剥蚀占总溢流坝面的50～60%，左右挡水坝段剥蚀占总挡水坝面的15～30%。左右挡水坝段、溢流坝段混凝土碳化深度均较深，达到4

3.0mm～45.0mm。混凝土芯样饱和抗压强度试验为多数测点在20MPa以上，为22.2Mpa～30.3MPa，在左挡水坝有一点仅为18.1MPa。混凝土抗冻性能均低于F50。

上述检测结果表明裂缝、剥蚀及抗冻性能差的问题直接影响工程耐久性，而且这些问题的继续发展，以及局部混凝土抗压强度偏低将危及到坝体安全，所以需要对其进行修补加固处理。

2.3 大坝溢流面的反弧段裂缝也是水库大坝溢流面表面缺陷的一种外在呈现，为了确保大坝的顺利运行，我们要进行其裂缝走向的分析，在实际过程中，其裂缝走向并不总是铅直的，其骑缝孔，也不能实现与相关缝隙的完全贴合，也就难免导致了某些孔不吃浆状况的发生。其灌浆压力环节存在一定的不足，在浆液粘度和裂缝宽度一定的条件下，灌浆压力决定灌浆浆液扩散范围。有不少邻孔

没有出现串浆现象而按设计要求结束灌浆，浆液的扩散范围就很难判断。穿缝斜孔本身所占比重相当大，造成浆材的浪费。

3 表面缺陷处理方案

3.1 大坝下游面混凝土裂缝的修补方法

3.1.1 对于缝宽<0.2mm的裂缝，在裂缝表面采用PCS-3柔性抗冲磨涂料进行表面封闭处理。

3.1.2 对于缝宽0.2mm<δ<0.4mm的裂缝，在裂缝部位进行凿槽，嵌填GBW 遇水膨胀橡胶，用柔性聚合物水泥砂浆回填。

为了实现对表面缺陷的有效处理，我们也要进行反弧段裂缝的应用预防，确保其裂缝环节的加固处理，进行施工方案的整体优化，确保对此表面缺陷的有效防护，在此过程中，我们要进行综合效益高的方案。选用经济适用、施工较简单的化学灌浆与钢筋锚固相结合的方案。经比较化学浆材选用广化所研制的液态EAA环氧树脂浆材，其具备良好的性能，其抗压强度6015MPa，粘结强度612MPa，均大于溢流坝段混凝土的各种强度等级，该浆材可常温施工，施工工艺简单，满足了坝体表面缺陷处理的需要。

3.2 大坝下游面表面剥蚀的修补方法

由于左右挡水坝段不过水，因此对于该部位的剥蚀不进行处理。对于下游侧溢流坝面表面剥蚀的混凝土全部进行“凿旧补新”法进行修补：

3.2.1 清除损伤的老混凝土

先采用圆片锯切槽（5mm以上）划出要清除的损伤的疏松混凝土的范围，以便形成整齐规则的边缘，然后彻底清除受到剥蚀作用损伤的疏松混凝土，但不能损害周围完好的混凝土。凿除厚度应该均匀，避免出现薄弱断面；周边应垂直切除，轮廓线宜构成凸多边形，且相邻两线的夹角应大于90°。

3.2.2 修补体与结合面的处理

对老混凝土基面的清理工作，包括去掉表面松动混凝土或骨料，用高压水冲洗干净并且使老混凝土基面吸水饱和，但表面不能有明水，然后在老混凝土基面上涂刷一层聚合物水泥净浆作为结合面粘结涂层，在其凝结固化前浇筑聚合物水泥砂浆。

3.2.3 聚合物水泥砂浆的浇筑回填

浇筑回填聚合物水泥砂浆分层施工，每一层的厚度为2cm，在上一层聚合物水泥砂浆浇筑完成之后尚没有初凝之前接着浇筑下一层。如果在层与层之间的施

工中出现了延误，应将层面凿毛，在恢复施工时，还要涂刷新的粘结层。

3.2.4 养护

浇筑回填聚合物水泥砂浆后，需对其进行早期的潮湿养护，以防止修补体和结合面粘结层在尚未能获得足够的抗力之前遭受损害或早期发育不良。

4 质量检测

4.1 表面缺陷处理效果（聚合物砂浆）：对聚合物砂浆强度采用回弹法检测，以不低于原有结构强度为合格。分布10個检测断面，每个断面检测10个测区，砂浆强度平均值为37.2Mpa，大于设计强度值35Mpa。

4.2 溢流面防护处理效果（水泥基防渗防碳化涂料）

采用针刺法对水泥基防渗防碳化涂料厚度进行检测，以不小于1.5mm为合格。共检测10个检测断面，回弹测区100点，抽检结果均达到设计要求。

5 结束语

闹德海水库溢流坝面缺陷，经过上述方案处理，通过了质量评定，达到了除险加固的目的，这也是闹德海水库大坝正常运行的需要，为此我们要针对大坝溢流面表面缺陷状况展开深入剖析，通过对计算环节、探测分析环节、加固处理环节的有效控制，来确保闹德海水库大坝内部系统各个环节的有效协调，实现相关裂缝基本充填，确保大坝综合效益的提升。

参考文献

[1]辽宁省闹德海水库安全鉴定报告.

[2]辽宁省闹德海水库除险加固工程竣工验收鉴定书.

[3]钢筋混凝土结构设计规范[M].中国建筑工业出版社，1999.2.

作者简介：鲁晓哲（1977-），男，工程师，辽宁省东水西调工程建设局阜新分局。