混凝土面板堆石坝坝面变形分析和裂缝处理工艺

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混凝土面板堆石坝面板裂缝成因与防治

混凝土面板堆石坝面板裂缝成因与防治

混凝土面板堆石坝面板裂缝成因与防治1混凝土面板裂缝产生的成因影响堆石坝混凝土面板发生裂缝的因素很多。

如堆石体的沉降变形及混凝土面板下的垫层约束;混凝土面板的施工季节、温度控制措施以及养护情况;仓面施工工艺、混凝土的浇筑质量、原材料的性质和质量;混凝土配合比的水灰比和用水量,外掺粉煤灰及其品质和用量,掺外加剂的种类和性质等方面,都会直接或间接地影响混凝土面板裂缝的发生与发展。

因此混凝土面板裂缝的产生原因是多方面的,但是以下两方面的原因起了决定性的作用。

1.1结构性裂缝结构性裂缝主要是面板在外力作用下产生的裂缝,成因主要是由于堆石坝面板支撑体在自重和施工期反向水压力等外荷载作用下,产生不均匀的沉降和水平位移,导致面板和垫层之间脱空,改变了面板以承压为主的力学模型而发生裂缝。

根据工程实践总结,结构性裂缝按其出现的位置可分为:(1)周边缝附近平行趾板的弯曲性裂缝,不同高度的坝都曾出现,主要由堆石薄、地基不平整、堆石厚度变化大引起的;(2)中央顶部弯曲性水平裂缝,都出现在高坝,距坝顶(0.15~0.20)H,发生的原因是堆石徐变产生面板的脱空趋势;(3)中央顶部拉伸性水平裂缝,距坝顶(0.20~0.30)H,由上下游堆石的沉降差引起。

1.2非结构性裂缝混凝土面板收缩变形引起的开裂,面板混凝土由于自身和环境的变化等因素要产生收缩变形,当面板收缩变形受到内、外约束的限制时,在面板内产生拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时就会产生裂缝。

这种裂缝的产生不仅与收缩变形大小有关,而且与约束的强弱有关。

这类裂缝也称为面板混凝土自身裂缝,主要可分为以下三种类型:(1)混凝土浇筑完毕水分过早蒸发而导致的收缩裂缝;这类裂缝多呈水平分布,且裂缝间距大小不一。

(2)面板混凝土由于厚度较小,暴露面大,对环境温度变化比较敏感。

混凝土本身释放出大量的水化热,引起混凝土膨胀,混凝土内部与外界温差过大而引起的温差裂缝,如季节温差、昼夜温差。

(3)高龄期水化热温降阶段混凝土收缩而引起的干缩裂缝。

混凝土面板堆石坝工程中裂缝成因及处理对策

混凝土面板堆石坝工程中裂缝成因及处理对策

混凝土面板堆石坝工程中裂缝成因及处理对策作者:杨志勇来源:《中国新技术新产品》2013年第24期摘要:在混凝土面板堆石坝工程中,常见的问题主要集中在混凝土面板裂缝上,裂缝是影响混凝土面板堆石坝运营稳定性的关键,分析混凝土面板裂缝的成因以及解决措施对普及混凝土面板堆石坝工程有着重要意义。

本文就从混凝土面板堆石坝中裂缝的成因切入,探讨相应的解决对策。

关键词:混凝土;面板;堆石坝;难点;对策中图分类号:TU74 文献标识码:A混凝土面板堆石坝工程中,仍存在一些不可忽视的问题,例如最常见也是最重要的问题就是面板裂缝的处理。

本文主要分析了混凝土面板结构性裂缝与非结构性裂缝的成因,从材料与施工工艺的角度切入,试探性的提出了相应的防治对策,以供广大同行参考与借鉴,共同促进我国混凝土面板堆石坝工程高质、高效的开展,保证坝体日常运行的可靠性。

一、混凝土面板堆石坝工程中面板裂缝的成因混凝土面板裂缝的种类主要有两种,第一种是由于坝体出现不均匀变形导致混凝土面板出现结构性裂缝,第二种是由于混凝土面板自身性能问题产生的收缩性裂缝。

不论混凝土面板中出现哪种裂缝,都会极大地影响石坝运行的安全性,下文将对这两种裂缝的成因展开分析。

(一)结构性裂缝的成因混凝土面板支撑体不仅需要承受自身重量,还需要承受施工过程中反向水压的作用力,容易产生不均匀沉降或产生水平位移,使垫层与面板之间脱空,进而导致混凝土面板受到过大外力的作用出现裂缝。

这种由于外力作用出现的裂缝是造成混凝土面板堆石坝工程后期,面板出现规律性开裂的主要因素。

坝体变形的主要成因分为加载变形、湿化变形、流变变形与震动变形四种。

(二)非结构性裂缝的成因混凝土面板整体较薄,暴露的面积较大,受到环境温度的影响较大,施工完成后,混凝土面板需要硬化,此时会释放出大量的水与热,导致混凝土面板温度梯度明显过大,表层湿度上升,新浇筑的混凝土表面就会丧失水分,导致干燥过快,在内外应力的作用下,致使混凝土面板开裂。

面板堆石坝裂缝分析及防治措施

面板堆石坝裂缝分析及防治措施

面板堆石坝裂缝分析及防治措施1 面板裂缝原因分析1.1 结构性裂缝原因分析混凝土面板支撑体在坝体自重、水压力等外荷载作用下,产生了不均匀的沉降,导致面板和垫层之间脱空,改变了面板的力学模型,从而产生结构性裂缝。

混凝土面板结构性裂缝分为弯曲性结构裂缝和拉伸性结构裂缝。

弯曲性裂缝主要由面板法向变形产生,混凝土面板一侧受拉裂开张口,另一侧仍处于受压状态,是纯弯、大偏心受拉或大偏心受压引起的。

拉伸结构性裂缝主要由面板切向(平行面板方向)变形产生,与垫层料开裂的原理相同,其方向为:河谷部位是水平的,两岸与岸坡大致平行,面板两侧均裂开,是纯拉、小偏心受拉引起的。

1.2 非结构性裂缝原因分析非结构性裂缝是面板在非外力作用下产生的裂缝。

产生非结构性裂缝的原因很多,但最主要的原因是由于面板混凝土在自身和各种外界因素作用下产生收缩变形所致。

混凝土面板结构体型长而薄,往往由于面板混凝土原材料中的砂石骨料、水泥、施工工艺、防护措施、湿度和温度变化等原因而造成干燥收缩和降温冷缩,并受到底部垫层约束,当由此诱发的拉应力超过面板某截面的抗拉强度时,即在该截面裂开,产生面板收缩裂缝,亦即非结构性裂缝。

2 预防开裂的措施2.1 材料2.1.1 钢纤维混凝土为了更好地适应面板堆石坝施工期和蓄水期面板受力变形的特点,建议采用钢纤维混凝土作为面板堆石坝面板材料。

目前,尽管钢纤维混凝土的单价比钢筋混凝土要稍贵一些,但在初裂强度、弯拉强度、韧性、抗渗性能及抗冻性能等物理力学指标方面比起普通钢筋混凝土均有较大的改善,主要表现在以下几个方面。

1)可以很好地限制控制表面张拉裂缝的形成及开裂发展,还可以限制混凝土收缩所产生的随机裂缝的形成。

2)可以比普通钢筋混凝土具有更好的适应变形的能力,能充分发挥混凝土基体的作用。

3)可适当减小面板的厚度和水泥用量,温控要求相对一较低。

4)可减少甚至取消钢筋,从而可大大避免或减少在陡坡上进行钢筋绑扎作业的潜在危险,施工较为安全。

混凝土面板堆石坝工程中裂缝的成因及对策

混凝土面板堆石坝工程中裂缝的成因及对策

混凝土面板堆石坝工程中裂缝的成因及对策混凝土面板堆石坝是一种常见的大型水利工程,用于防洪、蓄水和发电等目的。

然而,在工程施工过程中,裂缝的出现可能会对工程的稳定性和安全性产生负面影响。

本文将分析混凝土面板堆石坝工程中裂缝的成因,并提出相应的对策。

一、裂缝的成因1. 温度变化:由于混凝土的热胀冷缩系数较大,温度的变化会导致混凝土体积的变化,从而引起裂缝的产生。

2. 混凝土收缩:混凝土在硬化过程中会发生收缩,如果收缩过大或者不均匀,就会导致裂缝的形成。

3. 水分变化:水分的变化也会引起混凝土体积的变化,从而导致裂缝的产生。

例如,干燥的气候会导致混凝土的收缩和裂缝的形成。

4. 设计和施工问题:不合理的设计或者施工过程中的错误操作也可能导致裂缝的产生。

例如,混凝土的配合比不合理、施工过程中的振捣不均匀等。

二、对策1. 控制温度变化:可以采用降温措施,如在混凝土表面覆盖遮阳网或喷水降温,以减少温度变化引起的混凝土体积变化。

2. 控制混凝土收缩:可以通过调整混凝土的配合比,添加适量的外加剂来减少混凝土的收缩量。

此外,还可以采用预应力或者钢筋加固的方式来限制混凝土的收缩。

3. 控制水分变化:可以在混凝土施工后进行养护,保持适当的湿度,避免混凝土过早干燥和收缩。

同时,在施工过程中要严格控制水灰比,避免水分过多或过少。

4. 加强设计和施工管理:在设计过程中,需要充分考虑温度、湿度等因素,合理选择混凝土的配合比和结构形式。

在施工过程中,要严格按照设计要求进行施工,保证振捣均匀、养护到位等。

混凝土面板堆石坝工程中裂缝的产生是由于多种因素综合作用的结果。

为了减少裂缝的产生,我们可以通过控制温度变化、混凝土收缩和水分变化,加强设计和施工管理等措施来进行预防。

同时,在实际工程中,还需要根据具体情况采取相应的对策,以保证工程的稳定性和安全性。

只有在不断总结经验教训的基础上不断完善工程施工技术和管理水平,才能更好地预防和控制混凝土面板堆石坝工程中裂缝的产生。

混凝土面板堆石坝坝面变形分析和裂缝处理工艺

混凝土面板堆石坝坝面变形分析和裂缝处理工艺

混凝土面板堆石坝坝面变形分析和裂缝处理工艺摘要:混凝土面板堆石坝面板混凝土由于自生特性和面板所处的环境及其工作条件的等原因,裂缝难以避免。

通过施工和蓄水等不同时段面板的受力、面板的变形分析,归纳裂缝产生的规律,并结合潘口、宝瓶河等水电站面板裂缝处理的实例,建议面板裂缝根据不同区域,不同形状区别处理,以满足面板的防渗要求。

关键词:混凝土面板裂缝变形处理一、混凝土面板堆石坝面板裂缝混凝土面板堆石坝因其使用当地材料筑坝,具有有效降低工程造价、对坝基地质要求不高、大坝稳定性好、不易溃坝的特点,近年来,广泛用作水利水电工程挡水建筑物。

混凝土面板堆石坝工程的面板一般都产生裂缝,这是与面板混凝土自生特性和面板所处的环境及其工作条件有关,根据裂缝的成因可以分为:⑴干缩裂缝,⑵减缩裂缝,⑶温度应力裂缝,⑷挠曲应力裂缝。

二、面板的荷载、面板的变形及裂缝产状混凝土面板是浇注铺设在堆石坝上游面垫层上的薄板,承受的荷载包括:⑴面板混凝土自重,⑵趾板对面板底部的支撑力,⑶坝体对面板的支撑力和摩擦力,⑷蓄水期面板上库水压力。

混凝土面板的厚度和质量比坝体小得多,但是其刚度却比坝体大的多,在上述荷载作用下面板必然发生挠曲,面板的部分区域产生拉应力。

有资料指出,随坝体的变形面板在施工期中下部是朝上游方向鼓出变形的,上部则是向下游收缩的;蓄水期在水压力的作用下,坝体与面板均朝下游方向变形。

施工期1/3坝高以下由于受两坝肩的约束较大,加之底部坝体变形朝向上游鼓出,致使面板中部呈朝向上游突出的变形状态;蓄水后,在较高的水头压力作用下,面板中部朝向下游变形,两侧面板由于受坝肩的约束,局部存在向上游变形的反翘现象。

施工期1/3坝高以上面板中部朝向下游收缩变形,两坝肩面板局部存在向上游变形的反翘现象;蓄水后,在水压力作用下整体朝向下游方向变形,面板在施工期和蓄水期所处的受力状态是完全不同的。

从众多的面板堆石坝面板开裂的实际统计情况来看,面板早期裂缝均为很细小的裂缝,而且很不稳定,一般经过1-2年后,也即坝体填筑到一定高度后,面板上的裂缝才基本上稳定下来,并且裂缝绝大多数集中分布在坝高2/3以下左右一带,呈水平状开裂,规律性较强。

面板堆石坝混凝土面板防裂缝施工工法

面板堆石坝混凝土面板防裂缝施工工法

面板堆石坝混凝土面板防裂缝施工工法面板堆石坝混凝土面板防裂缝施工工法一、前言面板堆石坝是一种常见的水利工程结构,为了保证堆石坝的稳定性和安全性,混凝土面板防裂缝施工工法被广泛应用。

本文将详细介绍面板堆石坝混凝土面板防裂缝施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。

二、工法特点面板堆石坝混凝土面板防裂缝施工工法具有以下特点:1. 结构简洁,施工方便:利用面板堆石坝的石坝体作为支撑结构,施工混凝土面板时无需搭设大型支撑结构,降低了施工难度和成本。

2. 可控性好,效果明显:通过预制面板和预应力设施的使用,可以控制混凝土面板的裂缝形态和尺寸,提高了面板的防水性能和耐久性。

3. 施工周期短:采用预制面板的工法可以在减小施工周期,提高工程的进度和效率。

4. 适用性广:该工法适用于不同规模和类型的面板堆石坝,对石坝高度没有特殊限制。

三、适应范围面板堆石坝混凝土面板防裂缝施工工法适用于各种规模的面板堆石坝工程,包括小型、中型和大型水利工程。

特别适用于坝体高度大、水压大、裂缝控制要求高的工程。

四、工艺原理面板堆石坝混凝土面板防裂缝施工工法的工艺原理主要包括施工工法与实际工程之间的联系和采取的技术措施。

1. 施工工法与实际工程联系:通过预制混凝土面板和预应力设施的使用,有效地将混凝土面板与石坝体结合,形成一个稳定的整体结构。

2. 采取的技术措施:通过预应力设施的预拉力,可以使面板产生良好的受压应力,在受压应力的作用下,可以有效地抵抗水压和温度变形的影响,减少裂缝的发生。

五、施工工艺面板堆石坝混凝土面板防裂缝施工工艺包括以下几个施工阶段:1. 面板制作:首先根据设计要求制作预制混凝土面板,预留预应力设施的孔洞,同时预埋导筋和连接件。

2. 面板安装:将预制的混凝土面板与石坝体精确对接,并进行拼装,通过导筋和连接件将面板与坝体进行固定连接。

3. 预应力施工:利用预应力设施进行面板的预应力施工,通过预拉力,使面板产生压应力,增强面板的抗裂性能。

浅析堆石坝混凝土面板裂缝预防和处理措施

浅析堆石坝混凝土面板裂缝预防和处理措施

浅析堆石坝混凝土面板裂缝预防和处理措施【摘要】堆石坝混凝土面板是坝体防渗的最主要结构,面板质量直接影响坝体工程质量,在面板质量控制方面要重点控制面板裂缝的产生,面板的抗裂是影响整个运用功能的主要问题。

本文主要就混凝土面板堆石坝裂缝的产生原因、防治和处理措施进行论述,为类似水电工程施工提供借鉴。

【关键词面板;裂缝;预防;处理措施1、引言面板堆石坝是我公司拳头品牌。

堆石坝混凝土面板通常采用滑模施工工艺,分块施工。

根据已建成混凝土面板堆石坝面板施工技术研究,发现面板有不同程度的裂缝,对工程质量和投资产生了一定影响。

经统计,混凝土面板裂缝基本特点为:裂缝大多产生在II序块上;裂缝多为浅表性裂缝;裂缝多呈水平向展布;裂缝所在面板浇筑时间多集中在高温天气;裂缝多出现在面板长度中部等。

2、混凝土面板裂缝成因分析根据面板产生裂缝的原因不同可将面板裂缝分为结构性裂缝和非结构性裂缝两类。

2.面板结构性裂缝面板结构性裂缝是面板在外力作用下产生的裂缝,裂缝的原因主要是由于堆石坝面板支撑体在其自重和水压力作用下,产生不均匀的沉降和水平位移,导致面板和垫层之间脱空,改变了面板以承压为主的力学模型而发生裂缝。

2.2面板非结构性裂缝面板非结构性裂缝是面板在非外力作用下产生的裂缝,据统计面板裂缝中有大多属非结构性裂缝。

面板非结构性裂缝发生的原因很多,主要可分为因面板混凝土施工不当产生的裂缝、因面板混凝土材料化学反应造成的裂缝、因面板混凝土收缩产生的裂缝。

与施工材料、施工机具、施工工艺、施工环境、施工经验均有关系。

2.2.1面板混凝土施工不当造成的裂缝面板混凝土施工不当所产生的裂缝主要是指面板混凝土的施工强度不能满足要求,造成混凝土产生施工冷缝。

尤其是当面板施工气温较高、混凝土运距较远时容易产生施工冷缝。

此外,混凝土配合比设计不当造成混凝土下滑过程中骨料分离、振捣不密实也容易产生裂缝,这种裂缝发生在混凝土施工存在问题的面板部位。

2.2.2 面板混凝土材料化学反应造成的裂缝面板混凝土因材料化学反应造成的裂缝主要是指混凝土的碱-集料反应使硬化后的混凝土出现不可控制的体积膨胀而产生裂缝。

混凝土面板堆石坝工程中裂缝的成因及对策

混凝土面板堆石坝工程中裂缝的成因及对策

混凝土面板堆石坝工程中裂缝的成因及对策以混凝土面板堆石坝工程中裂缝的成因及对策为题,本文将从工程实践的角度,探讨混凝土面板堆石坝工程中裂缝产生的原因,并提出相应的对策。

一、裂缝的成因混凝土面板堆石坝工程中裂缝的产生原因有多方面的因素,主要包括以下几个方面:1. 材料因素:混凝土的质量和强度是混凝土面板堆石坝工程中裂缝产生的重要原因之一。

如果混凝土质量不达标,或者强度不够,就容易导致裂缝的产生。

此外,如果混凝土中使用了不合适的骨料,也会增加裂缝的产生风险。

2. 设计因素:混凝土面板堆石坝的设计参数、结构形式和施工方法等因素也会影响裂缝的产生。

如果设计参数设置不合理,结构形式不符合工程实际情况,或者施工方法不科学,都会增加裂缝的发生概率。

3. 施工因素:混凝土面板堆石坝的施工过程中,施工质量和施工工艺是直接影响裂缝产生的因素。

如果施工质量不过关,如浇筑不均匀、养护不到位等,就会导致混凝土内部应力不平衡,从而引发裂缝的发生。

4. 外部因素:混凝土面板堆石坝工程所处的自然环境条件也是裂缝产生的重要因素。

例如,地震、温度变化、水位变化等都会对混凝土面板堆石坝产生一定的影响,进而增加裂缝的风险。

二、对策措施针对混凝土面板堆石坝工程中裂缝的成因,可以采取以下对策措施:1. 加强材料质量管理:严格按照设计要求选用优质的水泥、骨料等材料,确保混凝土质量。

同时,加强对材料的检测和监控,确保材料的合格率。

2. 合理设计参数:在设计混凝土面板堆石坝时,应充分考虑工程实际情况,合理设置设计参数,确保结构的合理性和稳定性。

同时,应严格按照设计要求进行施工,避免参数设置不合理导致裂缝的产生。

3. 优化施工工艺:在混凝土面板堆石坝的施工过程中,应合理选择施工工艺,确保浇筑均匀、养护到位。

同时,加强施工质量管理,确保施工质量。

4. 增加抗震设计:考虑到混凝土面板堆石坝工程所处的地理环境,应加强抗震设计,提高结构的抗震能力。

同时,加强对地震的监测和预警,及时采取相应的防护措施。

面板堆石坝裂缝处理

面板堆石坝裂缝处理

面板堆石坝裂缝处理——面板堆石坝裂缝处理要点面板堆石坝的特点:1.由于面板堆石坝透水性较强,特别是天气寒冷地区或蓄水前面板的安全格外重要。

2.混凝土面板堆石坝蓄水前(坝基前区低、后区高)外水反渗问题可能造成面板破坏。

3.混凝土面板破坏的原因还可能在混凝土温度应力、混凝土冻融、坝基工程地质、水文地质、坝体内部冻胀、坝体内外水头差等几方面引起破坏。

4.混凝土面板下空腔采用水泥砂浆灌浆,还会引起混凝土面板凸起事故。

面板堆石坝裂缝防治原则:1.面板堆石坝的关键技术问题是要解决面板混凝土的裂缝问题,首先要分析面板结构裂缝和非结构(温度)裂缝的成因,根据混凝土面板堆石坝的不同裂缝成因,提出相应的防治措施是解决面板堆石坝裂缝的前提。

2.一般而言:裂缝分为结构性裂缝和非结构裂缝,产生原因分别为温度和干缩,外力作用.根据不同裂缝成因,提出相应的防治措施:3.对于非结构性裂缝,主要是通过采用合理的面板混凝土原料及配合比,减小垫层约束作用力,加强面板施工质量管理等方面控制裂缝。

4.对于结构性裂缝,可以通过做到面板合理分缝及配筋;采用双层面板技术;优化主堆石和下游堆石的分区;提高堆石填方的压实密度;留有一定的坝体预沉降期;使坝体填方全断面均衡上升等措施来防治。

面板堆石坝裂缝处理及注意事项:1.对于面板结构裂缝,特别是贯穿性裂缝,应采用结构胶压力灌浆处理。

2.对于非结构(温度)裂缝的成因,根据混凝土面板堆石坝的不同裂缝成因,应采用弹性结构胶进行不同方法的处理。

3.压力灌浆应考虑面板底部、上部的密封处理,特别是应慎重考虑底部灌浆前的密封问题。

4.对于贯穿性裂缝,或则严禁采用贯穿面板的灌注水泥类浆液处理方案!面板堆石坝裂缝处理方案:马家岩混凝土面板堆石坝,面板浇筑完成,表面出现多条贯穿性裂缝和部分小于0.2mm的裂缝,裂缝大多横向贯穿整个仓段,长度10m左右不等,贯穿性裂缝宽度大多大于0.2mm,经取芯检查,裂缝纵深至面板底部,呈下宽上窄。

混凝土面板堆石坝面板裂缝原因及防裂措施

混凝土面板堆石坝面板裂缝原因及防裂措施
建 筑 与 工 程


混 凝 土 面 板 堆 石 坝 面板 裂 缝 原 因及 防 裂 措 施
朱仕虎
( 州省 水利 机械化 实 业总 公司 贵 州 贵阳 5 00 ) 贵 50 0
[ 摘 要 ] 石 坝 具有 工 程量 小 、 安全 性 能佳 、 施工 方 便 、工 期 短 、造 价低 等 优 点,已发展 成 为一 种 具有 较 强竞 争 力 的主 流坝 型 。 随着 工程 技 术 的发 堆 展 , 工方 法得 以改进 , 施 混凝 土面板 堆石 坝正 向着 更高 、更大 的坝 型发 展, 是面板 混 凝土裂 缝是 个影 响工程 质量 及安 全的 关键 问题, 问题仍 未得 到彻底 解决 。 但 该 本 文介绍 了混 凝土 面板 堆石 坝 面板裂 缝成 因及 处 理对策 [ 关键词】 混凝土 面板 堆石坝 混凝 土 裂缝 原 因 对策 中图分 类号 :V T 文 献标 识码 : A 文 章编 号 :0 99 4 (0 02 —0 30 10 —土面板常用抗裂措施探讨
2 1面板 非结 构裂 缝 的控 制 . 要 防止混凝 土面板 出现非 结构裂缝 , 根本 的方法 是要获得 抗裂性 能高 的混 凝土 。主 要是 从 面板 本 身所 用 的材 料 和 面板 施 工方 法 上采 取 措 施 。具体 做 法有 : () 1 优化 混凝 土 性 能。 高混 凝 土 自身 抗 裂能 力 。除 了所 有 的原 材 料 、 提 掺合料 及 外加 剂必 须是 正规 厂家 , 经试 验室 复 检为 合格 品外 。还 要尽 量 从 并 以下方 面着手 : a 水泥 要采 用水 化热 低 、早 强型水 泥, . 标号 不低 于 3 . M a 2 5 P 。采用 此种 水泥 拌制 的混凝土 初期抗 拉强度 增长 快, 限拉伸 值大, 极 水化 热量小, 有很 好的 抗 裂性 能 : b 选用线膨 胀系数 小的骨料配 制混凝 土, . 以减 少因温度 变化 引起混凝 土 的 体积变 形 。同 时可 以适 当加入 一定 的掺 合料, 在混 凝土 加入粉 煤灰 ( 如 取代 相 同数 量 的水泥 ) 不但节 省 了混凝土 成本 , 且改 善 了混凝土 性 能, 高 了混凝 , 而 提 土 的抗 裂 性 能 。 c选用 优质 混凝 土减水 剂和 引气 剂, . 在满足 混凝 土施 工坍 落度 的前提 下, 降低 面板 混凝土 的 单方用 水量 , 以减少 混凝 土的 干缩 量, 同时提 高混 凝土 的抗 裂性能。 d 使用掺 纤 维混凝 土 。在 混凝 土 中掺加 适量 的聚 丙烯 纤 维, 以抑制 早 . 可 期裂缝 形成 和发展 : 降低 混凝土 的弹性 模量, 提高混 凝土 的极限 拉伸值 : 提高 混 凝土 的抗 冻等级 , 改善 抗渗性 和 耐久性 。此外 , 混凝土 拌 和物应 满足 面板 旌工 的 要 求 ,具 有较 好 的 和 易性 、 流动 性 、凝 聚 性 。 () 2 优化 混 凝 土施 工 配合 比。 根据 《 混凝 土 面 板堆 石 坝施 工 规 范》 及 设计 技 术要 求, 结合 原 材料 、掺 和料 及 外加 剂 的 选用 情 况, 以及 现场 施 工 条 件, 行择 优 配制 。然后 检 测拌 制混 凝土 的和 易 性, 测成 型 混凝 土 的抗压 、 进 检 抗拉 、抗折 强度 和 极限拉 伸 率, 以及抗 渗 、抗冻 指标 , 中选 出最 优 的, 合 从 适

堆石坝面板裂缝分析和处理

堆石坝面板裂缝分析和处理

另外 , 由于先施工挤压边墙混凝土后再铺筑垫层料 ,
因此 垫 层料 靠 近 边 墙 混凝 土部 分 碾 压 的密 实 度 相 对 较 差 , 变形量 大 , 响面板 变形进 而产生 面板 裂缝 。 导致 影 C 挤压 边墙 混凝 土与 面板 之 间未设 置 阳离子 乳化 沥 .
为面板堆石坝 ,但几乎每座堆石坝面板均不同程度地出
【 关键词 】 堆石坝 面板 裂缝 处理
1 面板堆石坝基本 情况
混凝 土 面板堆 石坝是 用堆 石 或砂砾 石 分层 碾压 填筑
目前 挤 压 边 墙 混 凝 土 还 没 统 一 的 设 计 和施 工 规 范 , 基 本 靠 经 验 值 来控 制 ,且 大 多 数 工 程 没有 通 过实 验 来 确
成坝体 , 并用混凝土面板作防渗体的坝的统称 。 主要 由连
接 地基 防渗体 与面板 的趾板 、 为 防渗 的混凝 土 面板 、 作 承
定和验证所取 的经验值是否适用 于本工 程 ,因此挤压
边 墙 混 凝 土 对面 板 混 凝 土 收 缩产 生 的 约 束是 裂 缝 产 生 的一 个重 要 因素 。
现 了裂缝 , 因此 , 析 和总结 面板 裂缝产 生 的原 因及处 理 分 措施 十分必要 。
青。设计单位在挤压边墙与面板之间考虑不同标号的混
凝土 施工 时 间和变形 系数 不一 样 ,为便 于面板 混凝 土 的 自由收缩 ,在挤 压边 墙混 凝 土和 面板混凝 土 之间设 置 了
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2 面板裂 缝分 析
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水利 建设与管理・00年 第 9期 21
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混凝土面板堆石坝工程中裂缝的成因及对策

混凝土面板堆石坝工程中裂缝的成因及对策

混凝土面板堆石坝工程中裂缝的成因及对策混凝土面板堆石坝工程中裂缝的成因及对策混凝土面板堆石坝是一种常见的水利工程,其主要由混凝土面板和石块组成。

在工程建设过程中,裂缝是一个常见的问题,它会对工程的稳定性和安全性产生影响。

因此,了解混凝土面板堆石坝工程中裂缝的成因及对策是非常重要的。

一、混凝土面板堆石坝工程中裂缝的成因1.温度变化:混凝土面板堆石坝在施工过程中,由于温度变化会导致混凝土的收缩和膨胀,从而引起裂缝的产生。

2.地震:地震是混凝土面板堆石坝裂缝产生的主要原因之一。

地震会产生强烈的震动,从而导致混凝土面板和石块之间的摩擦力减小,从而引起裂缝的产生。

3.水压力:水压力是混凝土面板堆石坝裂缝产生的另一个主要原因。

水压力会导致混凝土面板和石块之间的摩擦力减小,从而引起裂缝的产生。

4.材料质量:混凝土面板堆石坝的材料质量也会影响裂缝的产生。

如果混凝土的质量不好,或者石块的大小不一,就会导致裂缝的产生。

二、混凝土面板堆石坝工程中裂缝的对策1.加强材料质量控制:在混凝土面板堆石坝的施工过程中,应加强对材料质量的控制,确保混凝土的质量和石块的大小一致,从而减少裂缝的产生。

2.加强温度控制:在混凝土面板堆石坝的施工过程中,应加强对温度的控制,避免温度变化过大,从而减少裂缝的产生。

3.加强地震抗震能力:在混凝土面板堆石坝的设计和施工过程中,应加强地震抗震能力,采取一些措施来增强混凝土面板和石块之间的摩擦力,从而减少裂缝的产生。

4.加强水压力控制:在混凝土面板堆石坝的施工过程中,应加强对水压力的控制,避免水压力过大,从而减少裂缝的产生。

综上所述,混凝土面板堆石坝工程中裂缝的成因及对策是非常重要的。

在工程建设过程中,应加强对材料质量、温度、地震和水压力的控制,从而减少裂缝的产生,确保工程的稳定性和安全性。

混凝土面板堆石坝开裂变形机理及防治措施

混凝土面板堆石坝开裂变形机理及防治措施

混凝土面板堆石坝开裂变形机理及防治措施研究摘要:对混凝土面板开裂变形特性进行了分析,尤其对混凝土面板开裂变形影响因素和开裂变形机理进行了详细分析讨论,最后对混凝土面板结构性裂缝综合防治措施进行了简单概述,以期为其它混凝土面板堆石坝面板设计提供一点设计借鉴意义。

关键词:混凝土面板堆石坝,开裂变形,防治措施混凝土面板堆石坝(cfrd)是以堆石体为主要力学支撑结构,以堆石体上游侧表面设置相应钢筋混凝土面板作为大坝主要挡水防渗结构的一种堆石坝体。

混凝土面板堆石坝具有断面较小、安全性能较高、施工较方便、综合技术经济性能指标较高等优点,在国内外水利工程中得到广泛推广应用,并在实际运行过程中发挥出非常巨大的社会经济效益。

混凝土面板堆石坝在上游水库水压力、地震力、以及其它荷载等破坏力作用下,主要依靠整个坝体堆石的重量和内部结构单元间相互抗剪强度来维持整个大坝坝体的稳定。

由于我国水利工程建设步伐的不断加快,为满足水利工程实际建设需要,加深对混凝土堆石坝坝料试验、变形分析、以及防渗加固结构性能方面的研究就显得非常有工程实际意义[1]。

1 混凝土面板堆石坝变形特性分析从大量文献资料和实际设计、施工等经验可知,混凝土面板发生变形的主要因素包括混凝土面板应力应变、面板挠曲变形、周边施工结构缝和垂直缝位移、以及由于各种原因造成混凝土面板出现相关设计规范不允许的混凝土面板开裂等。

1.1 混凝土面板开裂变形影响因素分析在进行混凝土面板堆石坝混凝土面板开裂机理分析时,不仅要考虑大坝在运行过程中混凝土面板内部破坏力与抵抗力间相互较量因素,同时还应考虑大坝修建时间、设计方案、地质条件、环境条件、以及其它一些边界条件等诸多因素,如大坝内部堆石体在重力作用下的徐变引起的混凝土面板应力松驰、外部环境温度湿度等引起的面板自身抗拉强度变化等都会引起混凝土面板发生开裂变形。

混凝土面板堆石坝在施工期间,其面板发生的变形挠度大多由于混凝土面板自身重力作用引起,其变形量值通常较小;在运行期间,其面板发生变形挠度主要由于上游侧水压力和堆石体内部变形引起。

白溪水库面板堆石坝混凝土面板裂缝成因分析与处理

白溪水库面板堆石坝混凝土面板裂缝成因分析与处理
[*]
面板裂缝的原因。 !)* 运行期面板裂缝成因分析 ")三维有限元方法分析 可采用三维有限元方法分析白溪水库面板堆石 坝运行性状,特别是面板的应力应变、变形性状。 水库混凝土面板堆石坝三维有限元计算模型的计算 区域主要包括:河床砂卵砾石、主堆石区、上游堆 石区、砂砾石(位于主堆石区) 、下游堆石区、过 渡层和垫层料等堆石坝堆石体、钢筋混凝土面板、 趾板。本次有限元计算分析模型不包括基岩,另外 坝体的自重引起的大部分变形在蓄水前就已完成。 有限元计算模型的趾板底部和坝体堆石体底部取固 定约束,面板与垫层之间、面板分块之间、面板与 趾板之间的接触面采用接触单元模拟(见表 ") 。 ・ %- ・
大坝混凝土面板裂缝主要有非结构性表面裂缝
方量大,在一期面板浇筑后初期,继续进行上部坝 体填筑,堆石体仍处于不均匀沉降和水平位移变形 阶段,改变了面板以承压为主的力学模型,引起面 板外凸变形、外表面局部处于受拉状态而产生裂
[!] 缝 ;因此认为面板堆石体的变形可能是导致一期
和结构性裂缝两种,混凝土干缩和温度应力是造成 面板非结构性裂缝的主要原因。混凝土表面因干缩 和温度而造成的开裂多发生在早期,且多呈龟裂 状、乱向无序,一般表现为表面裂缝,很少有贯穿 裂缝 !)"
"
工程概况
白溪水库位于浙江省宁海县白溪干流中游大官
山峡谷地段,是以供水、防洪为主,兼顾发电、灌 溉等综合效益的国家大(!)型水利枢纽工程,总 库容#2&*5 亿 ,$ 。 枢纽主要由钢筋混凝土面板堆石 坝、溢洪道、引水发电洞、反调节池、供水管、发 电厂、 升 压 开 关 站 等 建 筑 物 组 成。 最 大 坝 高 坝顶宽 #"2" ,, 坝 顶 长 $)*2" ,。 上游坝坡 #!525 ,, 下游平均坝坡 # 6 #2(!。 面板顶高程 #7$2$* ,, # 6 #25, 顶部厚"2$ ,, 面板厚度按公式 ! 8 "2$ 9 "2""$ " 计 算,面 板 混 凝 土 强 度 设 计 为 :!(, 抗 冻 等 级 为 设计抗 ;#""。一期面板混凝土(高程 ($ < #!*2( ,)

堆石面板坝混凝土面板震损裂缝处理技术

堆石面板坝混凝土面板震损裂缝处理技术

抗 拉 项目 强 度
抗 压 强度
胶凝 与混凝 土黏 不 挥发物 黏 度 时 间 结抗 拉强度 含量 ( 5 . 2℃
( ) h ( P ) M a ( ) mPa・s )
( a ( Ⅳ ) M a )
>4 0 .
指标 ≥1 . ≥ 5 . 2 00 00 ~5
用 高 压 风 将 孔 内灰 渣 清 理 干净 后 ,埋 设 专 用 灌 浆 嘴 , 外露 长 度 为 7 c  ̄8 m,使 用 专 用 扳 手 将 灌 浆 嘴 下 部 的 密 封 胶 圈 压 紧 并 固定 牢 固 。采 用 高 强 度 N I环 氧 砂 浆 封 缝 E—I
指标 ≥2 . 0o
图 1 钻孔布置示意图 ( 单位 :c m)
()孔 距 一 般 为 2  ̄ 3 c 3 0 0m,孔 径 为 1 m 4 m。 ()本 次 裂 缝 处 理 的 混 凝 土 面 板 厚 度 为 3 ~ 5 c 4 5 0m, 据 此确 定 钻 孔 深 度 为 2 ~ 4 c o 0m,孔 向 向 上 ( 利 于 出 有 渣 )并 与 混 凝 土 面成 4。 6。 角 ,一 定 要 穿 过 裂 缝 。 5~ O夹
l mm 时 采用 骑 缝 孑 ,小 于 l L mm 时 采 用 斜孑 ,斜 孔 中 心 距 L
性 能指 标 见 表 2 。
离 裂 缝 一 般 为 5 2c ~ 0m,为 确 保 灌 浆 效 果 ,尽 量 在 裂 缝
表2
NE一 型环 氧 结 构胶 的 Ⅳ
主要 性 能指 标
两 侧 布 置 双排 孑 。钻 孑 布 置 见 图 1 L L 。
果 ,发 现 不 连通 的 灌 浆 孔 影 响 灌 浆 质 量 时 ,则 进 行 补 钻

混凝土面板堆石坝面板裂缝成因与防治措施

混凝土面板堆石坝面板裂缝成因与防治措施

混凝土面板堆石坝面板裂缝成因与防治措施摘要:目前混凝土面板堆石坝与其它坝型相比,具有较高的安全性、可观的经济性和良好的适应性。

混凝土面板是面板堆石坝体防渗的主要结构,面板混凝土开裂会降低防渗效果,同时使混凝土内部的钢筋材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土结构的承载力、耐久性和使用寿命,所以提高面板混凝土的抗裂性,防止和减少面板混凝土裂缝的产生,是面板堆石坝建设过程中一个不可忽视的问题。

本文就混凝土面板堆石坝面板裂缝产生原因及其防治措施进行了简单的分析。

关键词:面板堆石坝;产生原因;防治措施混凝土面板堆石坝在我国从60年代得以开始应用的,因其稳定性好、抗震性能强、施工简便、节省材料、造价低等优点,在我国已得到较为广泛的采用,也成为了以后坝体发展的方向之一。

虽然随着工程施工技术及设计理念的发展与进步,更大、更高的混凝土面板堆石坝得以建设成功,但是混凝土面板容易出现裂缝的质量通病严重地影响了坝体施工质量及结构安全,该问题目前尚未得到完全解决。

虽然缝宽小于0.2mm 裂缝经修补处理后不影响坝体的正常安全使用,但从长期看来,对坝体的整体性及耐久性还是有很大影响。

因此提高混凝土面板堆石坝面板的抗裂性,避免或减少面板裂缝出现为坝体建设者们急需解决的关键问题。

1.面板裂缝的成因分析1.1 非结构性裂缝的成因分析非结构性裂缝为温度裂缝和干缩裂缝,各自产裂机理如下:1.1.1 面板温度裂缝发生机理混凝土面板受温度影响发生变形,外界和内部各种约束将限制其变形,超过混凝土的抗裂强度时就会产生裂缝,此种裂缝的直接影响因素是温差值大小和约束条件,约束条件随具体工程的不同而异,一般的裂缝影响温差如下。

(1)昼夜温差。

该温差使混凝土内部产生一定的温度梯度,该温度梯度引起了混凝土内部各质点间的约束,这种约束的作用会产生表面裂缝,常发生于混凝土早期强度较低时。

(2)季节性温差。

主要是混凝土固结温度与使用期间面板年最低温度差。

该温差引起的混凝土面板变形主要受面板与垫层的摩阻力约束产生裂缝,不考虑混凝土面板内部温度梯度派生的内部各质点间的约束力。

混凝土面板堆石坝裂缝的成因及对策探讨

混凝土面板堆石坝裂缝的成因及对策探讨

混凝土面板堆石坝裂缝的成因及对策探讨摘要:随着一大批面板堆石坝的成功兴建, 促进了面板堆石坝的理论研究和施工技术的发展, 取得了较为丰富的工程实践经验。

但该坝型仍存在着一些关键的技术问题值得探讨, 如受到各种因素的作用极易产生裂缝引起渗漏从而影响到坝体的安全等。

本文阐述了混凝土面板堆石坝裂缝产生的成因,探讨了混凝土面板堆石坝裂缝对策。

关键词:混凝土面板堆石坝裂缝成因对策随着科学技术的进步, 施工方法的提高, 混凝土面板堆石坝正向着更高、更大的坝型发展, 混凝土面板堆石坝具有有效降低工程造价、对坝基地质要求不高、大坝稳定性好、不易溃坝等特点。

许多混凝土面板堆石坝工程的面板都会产生裂缝,这与面板混凝土自身特性和面板所处的环境以及工作条件有关。

裂缝的正确处置,是确保面板堆石坝工程质量的关键之一。

虽然小于0. 20 mm 的表面裂缝或贯穿裂缝经修补后, 并不影响工程正常运行, 但工程的耐久性及美观受到影响。

因此, 如何优化面板混凝土设计与施工,减少裂缝的产生, 以及如何有效地处理已产生的裂缝, 对今后的面板混凝土设计与施工有着非常重要的意义。

一、混凝土面板堆石坝裂缝产生的成因就堆石坝面板产生的裂缝而言, 可能发生两类裂缝,即结构性裂缝和非结构性裂缝两类。

1、非结构性裂缝的产生成因混凝土面板非结构性裂缝主要是由于面板混凝土在自身和各种外界因素作用下产生收缩变形所致。

主要有以下几种类型:(1)塑性收缩裂缝。

塑性收缩裂缝是当处于塑性状态的混凝土面板表面水分的蒸发率大于沁水上升到表面的速率时出现的。

主要由于混凝土温度高、气温高、空气湿度小、风速大等原因造成。

塑性收缩常常发生在新拌混凝土初凝前,如果塑性收缩较大,可能产生水纹形状的龟裂,但裂缝深度一般不大。

(2)温度收缩裂缝。

温度裂缝是由于施工期水泥水化热的作用, 或者外界气温骤降,使面板内外形成温差,进而形成引起温度应力使混凝土因内外变形不一致在表面产生拉应力,当拉应力大于混凝土的抗拉强度时就会产生裂缝。

堆石坝混凝土面板裂缝成因及防治

堆石坝混凝土面板裂缝成因及防治

堆石坝混凝土面板裂缝成因及防治摘要:面板裂缝现象经常会出现在砼面板堆石坝项目中,对坝体的可靠性、完整性以及结构安全有着严重影响,其中结构性与非结构裂缝是引起坝体裂缝的主要原因,因为裂缝的原因不同,所以要使用的防治技术也不同,只有这样才能对坝体裂缝问题进行有效解决。

为此,文章将对堆石坝混凝土面板裂缝成因进行分析,然后针对裂缝的主要成因,提出相应的防治技术。

关键词:堆石坝;混凝土面板;裂缝成因;防治策略前言:随着一批又一批的面板堆石坝的兴起,推动了相关的理论研究以及施工技术的发展,其工程实践经验十分丰富。

但是值得探讨的是,混凝土面板堆石坝仍存有诸多关键的技术问题,譬如因为受结构性与非结构裂缝的影响而使坝体产生裂缝,进而对坝体安全造成影响等,为此,文章将对堆石坝混凝土面板裂缝成因进行分析,然后针对裂缝的主要成因,提出相应的防治技术。

1裂缝原因阐述1.1结构性裂缝的影响因素结构性裂缝产生的原因在于外力影响面板而造成的,重点是坝体自重及浪压力、水压力等其他荷载影响下导致坝基出现其它方向位移,或不均匀沉降现象,进而引起坝体变形,致使面板架空,荷载作用引起裂缝。

站在宏观的角度来看,柔性体主要为堆石,刚性体主要为面板,面板的可靠性受堆石体变形的干扰,所以,有必要确保面板和堆石体的协调变形。

就受力来说,水压力属于面板主要承受的负载,通过垫层的摩擦阻力和支撑力来平衡面板,堆石的变形会影响堆石上的垫层,并会发生应变,并且面板的内部应力也会出现重组,甚至出现结构性裂缝。

1.1非结构性裂缝的影响因素1.1.1面板温度裂缝的影响因素砼面板之所以会产生变形是因为受温度影响,又受外界及内部各种约束、限制。

在此种情况下,砼的抗裂强度会被超越,从而出现裂缝,而主要的原因在于约束条件、温差值大小,因为实际工程不同,所以约束条件也有所不同,通常裂缝影响温差的详细情况主要有以下两点:⑴季节性温差。

重点是指砼固结温度与使用过程中面板最低温度差。

混凝土面板堆石坝的面板裂缝防治技术探索

混凝土面板堆石坝的面板裂缝防治技术探索

混凝土面板堆石坝的面板裂缝防治技术探索我国混凝土面板堆石坝自六十年代开始应用,随着施工技术及设计理念的日臻完善,更大、更高的混凝土面板堆石坝得以建设成功,但是混凝土面板时常出现的裂缝问题仍未得到彻底解决,它严重地影响到坝体施工质量及结构安全。

本文中,作者根据自身工作的经验,对面板产生裂缝的不同原因进行分析,并提出了一些解决措施加以巩固施工的质量,目的是提升混凝土面板堆石坝的施工质量,希望能给同行作为参考。

标签:混凝土面板堆石坝;面板裂缝防治;UEA膨胀剂;措施混凝土面板堆石坝因施工简便、稳定性好、造价低、安全系数高等特点被认为是我国最好的坝类施工技术,因此被广泛的应用,其发展前景可观。

但是混凝土面板时常出现裂缝,这对坝体的耐久性、整体性和结构安全性产生了不良影响。

虽然小于0.2mm的裂缝经修补后不影响正常使用,但从长远着想,裂缝的痕迹还是会对坝体产生很大的影响。

基于此,坝体建设中我们更应该进行深入的研究,找出可行的控制措施来提升混凝土面板的抗裂性,以减少阳避免裂缝的产生。

1、面板裂缝的成因分析由于受面板裂缝产生的原因和结构性能的影响,面板裂缝可以分为两种:一种是结构性裂缝,其产生的原因是由于坝体的部分结构不均匀变形及沉降引起,而另—种是非结构性裂缝,是因为混凝土因凝固和温差产生的。

1.1非结构性裂缝1.1.1温度裂缝的成因温度裂缝产生的原因可能是施工过程中水泥水化热不达标,也可能是因温差引起了混凝土面板热胀冷缩变形。

由于坝体的内、外部存在一定的限制,就会产生自由变形的约束,慢慢地就造成混凝土内部产生拉应力,一旦这种拉应力超过混凝土的抗裂强度时就会使其产生裂缝。

1.1.2面板混凝土凝固干缩产生裂缝的成因混凝土在凝结的过程中会因为在拌和时用了过多的水而慢慢发生失水减小、干缩的现象,慢慢地也会影响混凝土内部矿物质的结构而不断产生收缩,并且由于受到面板和内部配筋、垫层摩阻力的制约就会产生裂缝。

1.2结构性裂缝的成因产生的主要原因是面板无法承受水压力的作用,加上坝基自重而发生不均匀沉降或水平移位,使得面板背部架空并和垫层之间出现空隙,造成变形,因面板不能随坝体同步变形,便产生较大局部应力,当应力过大则使面板原来存在的微小裂缝发展成贯穿性裂缝或产生新裂缝。

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混凝土面板堆石坝坝面变形分析和裂缝处理工艺摘要:混凝土面板堆石坝面板混凝土由于自生特性和面板所处的环境及其工作条件的等原因,裂缝难以避免。

通过施工和蓄水等不同时段面板的受力、面板的变形分析,归纳裂缝产生的规律,并结合潘口、宝瓶河等水电站面板裂缝处理的实例,建议面板裂缝根据不同区域,不同形状区别处理,以满足面板的防渗要求。

关键词:混凝土面板裂缝变形处理
中图分类号:tu37 文献标识码:a 文章编号:
一、混凝土面板堆石坝面板裂缝
混凝土面板堆石坝因其使用当地材料筑坝,具有有效降低工程造价、对坝基地质要求不高、大坝稳定性好、不易溃坝的特点,近年来,广泛用作水利水电工程挡水建筑物。

混凝土面板堆石坝工程的面板一般都产生裂缝,这是与面板混凝土自生特性和面板所处的环境及其工作条件有关,根据裂缝的成因可以分为:⑴干缩裂缝,⑵减缩裂缝,⑶温度应力裂缝,⑷挠曲应力裂缝。

二、面板的荷载、面板的变形及裂缝产状
混凝土面板是浇注铺设在堆石坝上游面垫层上的薄板,承受的荷载包括:⑴面板混凝土自重,⑵趾板对面板底部的支撑力,⑶坝体对面板的支撑力和摩擦力,⑷蓄水期面板上库水压力。

混凝土面板的厚度和质量比坝体小得多,但是其刚度却比坝体大的多,在上述荷载作用下面板必然发生挠曲,面板的部分区域产生拉应力。

有资料指出,随坝体的变形面板在施工期中下部是朝上游方向
鼓出变形的,上部则是向下游收缩的;蓄水期在水压力的作用下,坝体与面板均朝下游方向变形。

施工期1/3坝高以下由于受两坝肩的约束较大,加之底部坝体变形朝向上游鼓出,致使面板中部呈朝向上游突出的变形状态;蓄水后,在较高的水头压力作用下,面板中部朝向下游变形,两侧面板由于受坝肩的约束,局部存在向上游变形的反翘现象。

施工期1/3坝高以上面板中部朝向下游收缩变形,两坝肩面板局部存在向上游变形的反翘现象;蓄水后,在水压力作用下整体朝向下游方向变形,面板在施工期和蓄水期所处的受力状态是完全不同的。

从众多的面板堆石坝面板开裂的实际统计情况来看,面板早期裂缝均为很细小的裂缝,而且很不稳定,一般经过1-2年后,也即坝体填筑到一定高度后,面板上的裂缝才基本上稳定下来,并且裂缝绝大多数集中分布在坝高2/3以下左右一带,呈水平状开裂,规律性较强。

面板早期的细小裂缝是由温度应力和混凝土干缩造成的,随坝体继续填筑,后期变形仍在逐渐增加,施工期由于面板和垫层料的弹性模量差异非常大,两者变形不一致,导致面板受垫层料的剪切挤压;加之面板的自重以及大坝填筑时的洒水和大气降雨形成的施工期反向水压力作用于面板上,致使面板成为受弯拉构件,在坝高2/3以下部位的面板上游面形成较大的拉应力,从而导致面板混凝土的开裂现象,这与面板堆石坝面板施工期往往在中下部产生较为集中的水平状开裂的实际规律是吻合的。

蓄水期在较高的水头压力
作用下,面板反向挤压垫层料,导致蓄水期面板所受的接触面剪切力和水压力恰好相反,蓄水期在坝高2/3以下部位的面板下游面形成较大的拉应力,从而出现开裂现象,而此时面板上游面的部分裂缝会得到一定程度的闭合。

三、潘口水电站大坝面板裂缝处理
潘口水电站为混凝土面板堆石坝,最大坝高114.0m,坝顶宽9.2m,上下游坝坡均为1:1.4,面板分两期施工。

裂缝具有下列特点:⑴出现早,浇注后约3天就出现少量裂缝,7~14天左右发生较快,前期缝宽在0.1~0.2mm,后逐渐发展约在0.2~0.3mm。

⑵均为水平方向,与坡面方向垂直。

⑶大部分集中在i期面板斜长的
10m~96 m范围内,该区域属于面板应力较集中区。

⑷以浅表裂缝为主。

裂缝的处理方案为:宽度≤0.2mm的裂缝采用:裂缝两侧混凝土面清理→涂刷10cm宽psi200水泥基液→养护→两侧各30cm宽度喷涂2mm聚脲防水层。

宽度>0.2mm的裂缝采用:缝两侧混凝土面清理→贴嘴封缝→试气检查→cw环氧灌浆→贴嘴处理→灌后检查→两侧混凝土面清理
→涂刷水泥基液→养护→两侧各30cm宽度喷涂2mm聚脲防水层。

2011年6月份开始裂缝处理,在坝前黏土回填前完成了死水位以下的裂缝处理,坝前黏土回填开始后进行死水位以上的裂缝处理。

下闸蓄水后,在水位变化区域有新增裂缝出现,均为水平方向,在水位变化的数小时内可以观察到裂缝的开裂和变长,一周后基本
稳定。

面板2/3以上部位的裂缝在蓄水过程中未发现有明显变化。

新出现的裂缝待其稳定后,进行了处理。

2011年底前对水位以上的大坝面板进行了裂缝普查,未发现新增裂缝,表面的聚脲防水层随裂缝的开合变化无开裂、破损、剥离等现象,满足大坝面板需要。

量水堰观测渗流量最大时为9l/s,面板的防渗满足要求。

四、宝瓶河水电站大坝面板裂缝处理
宝瓶河水电站总库容2050万m3 ,电站额定水头132.00m,总装机123mw。

面板一次施工。

面板裂缝特点:⑴均以水平裂缝为主,⑵多集中在坝高1/4~坝高2/3的区域,⑶以宽度0.2mm以下的为主,有少量的宽度0.2~0.5mm的裂缝。

宝瓶河大坝处在冰冻严寒地区,水位变化区混凝土面板面临冻融循环的破坏,加速了混凝土老化、碳化、开裂现象,在冻融变化区面板混凝土表面有必要采取有效的柔性封闭防渗保护措施,隔离水汽冻融侵蚀,有效延长面板结构工程寿命。

结合潘口等大坝面板处理的经验和成功案例,确定宝瓶河面板裂缝处理方案为:
1、死水位2480.0m以上面板,先处理裂缝;后在混凝土面板表面整体喷涂hk966高强弹性涂料进行封闭防渗。

裂缝处理:⑴宽度
<0.2mm裂缝,用hk-g-2底胶和聚酯无纺布进行一布两胶封缝粘贴;
⑵宽度≥0.2mm裂缝,先进行hk-g-2环氧灌浆,在表面贴无纺布处理。

2、死水位2480.0m以下面板,先处理裂缝;后在裂缝两侧各10cm 宽度,涂刷hk966高强弹性涂料进行封闭,涂刷厚度为0.3mm。


小于0.2mm的裂缝直接涂刷。

⑵宽度在0.2~0.5mm的裂缝,沿缝凿4×4cm的“v”型槽,用hk-ep-1弹性环氧嵌缝,再涂刷封闭。

⑶宽度大于0.5mm的裂缝,先贴嘴灌注lw/hw聚氨酯后,再沿缝凿槽环氧嵌缝,后涂刷封闭。

混凝土面板裂缝处理完成后,组织各方联合验收,最新的监测数据表明防渗效果良好。

五、苗家坝水电站大坝面板裂缝处理
苗家坝水电站正常蓄水位800m,死水位795m,总装机容量240mw。

面板分40块,其中分缝6m宽24块,12m宽16块,面板裂缝的特点:宽度大于0.2mm的裂缝占已发现裂缝总数的10%,宽度为0.15~0.2mm为72%,其余为宽度小于0.15。

从裂缝的分布来看,约80%的裂缝都位于高程745 m~770 m之间。

裂缝处理方案为:裂缝宽度大于等于0.15mm或深层贯穿裂缝采用sk-e改性环氧缝内化学灌浆,同时采用sk手刮聚脲复合胎基布对其表面进行封闭处理、对于开度小于0.15mm裂缝,采用表面清理后sk-e改性环氧灌浆材料涂刷封闭。

六、总结
1、混凝土面板堆石坝的面板是大坝防渗体系的重要部位,由于面板自身的特点,面板产生裂缝难以避免,对于已经产生的裂缝要根据性状区别处理,然后进行表面封闭。

2、根据面板蓄水时的受力分析和国内诸多面板堆石坝面板后期的观测结果,在裂缝表面封闭时,应根据面板不同高程区别处理:
⑴回填铺盖层以下,由于有自愈保护的铺盖,只需要逐缝封闭即可满足防渗要求。

⑵回填铺盖层到死水位区域面板,长期处于水位下,难以放空检修,在受力下朝下游方向变形,甚至有新受压裂缝产生,同时洪水期河流泥沙较易淤积,一定程度上保护面板。

因此,该区域的面板应全面进行喷涂高弹性防水涂料进行防渗保护,厚度不宜太厚,0.3mm~1 mm为宜。

⑶死水位到最高水位区域的面板,由于长期受水位上涨和降落的影响,该区域的面板受力不断发生变化,裂缝也处于不断闭合和张开的变化状态,因此应全面进行喷涂高弹性防水涂料进行防渗保护,厚度应满足不断变形的需要,1.5mm~3 mm为宜。

⑷最高蓄水位以上区域面板可以出于美观考虑全面处理,厚度不宜大于0.3mm。

3、聚脲喷涂技术是新型无溶剂、无污染的绿色喷涂技术,可以在任意曲面,斜面及垂直面上喷涂成型,施工速度快且不受环境温度和湿度的影响。

已经广泛应用在基础交通、电力能源、市政建设、海工水工和军事等领域。

通过在潘口水电站混凝土面板裂缝封闭的施工和其他工地的对比具有以下优势:⑴喷涂聚脲施工简单迅速,干燥时间短,施工工期短,可快速投入使用。

⑵高强度、高柔韧性和高附着力。

⑶100%固含量体系,无挥发性有机物、无气味,对环境影响小,是真正的绿色产品,聚脲颜色可以调节,施工后和混凝土基本保持一致。

⑷聚脲的断裂伸长率大于400%,另外聚脲具有抗多种化学品腐蚀的性能;突出耐磨、耐老化、防渗性能。

混凝土面板堆石坝是近些年应用广泛的水利水电工程挡水建筑物,由于自身的等原因,混凝土面板的裂缝难以避免,需要广大技术、施工、材料等方面的同仁共同努力,不断探索总结,寻找适合面板裂缝处理最佳方法。

作者简介:李旭信,男,1965年生,陕西省安康市人,工程师,主要从事水利水电工程建设灌浆处理技术和质量安全管理工作。

参考文献
⑴郦能惠:高混凝土面板堆石坝新技术.中国水利水电出版社.2007
⑵孙役,燕乔,王云清:面板堆石坝面板开裂机理与防止措施研究.水力发电.2004(2)。

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