紫坪铺面板堆石坝面板的震后修复

紫坪铺面板堆石坝面板的震后修复

李榕;荣可

【摘要】5.12汶川特大地震后,紫坪铺水利枢纽工程各建筑物遭受了不同程度的损伤.本文主要介绍了该工程面板堆石坝震后面板的破损情况及修复处理.

【期刊名称】《水电站设计》

【年(卷),期】2010(026)003

【总页数】5页(P76-80)

【关键词】震损;面板堆石坝;面板;修复处理;紫坪铺面板堆石坝

【作者】李榕;荣可

【作者单位】四川二滩国际工程咨询有限责任公司,四川,成都,610072;四川二滩国际工程咨询有限责任公司,四川,成都,610072

【正文语种】中文

【中图分类】TV543.7

1 工程概况

紫坪铺水利枢纽工程位于四川省成都市西北60余公里的岷江上游、都江堰市麻溪乡,是一座以灌溉和供水为主,兼有发电、防洪、环境保护、旅游等综合效益的大型水利枢纽工程。枢纽主要建筑物包括混凝土面板堆石坝、溢洪道、引水发电系统、冲砂放空洞、1号泄洪排砂洞、2号泄洪排砂洞。紫坪铺水利枢纽工程大坝为钢筋混凝土面板堆石坝,坝顶高程 884.00m,另设防浪墙,墙顶高程 885.00m,址板建基高

程 728.00m,最大坝高 156m。

区域构造部位处于北东向龙门山构造带的中南段,基本构造骨架主要由平武—茂汶断裂、北川—映秀断裂、安县—灌县断裂、彭灌复背协和懒板凳—白石飞来峰构造所组成。坝址区即位于北川—映秀断裂和安县—灌县断裂所挟持的断块上,三条主干断裂的地震活动均具有分段性,但历史上在不同地段所发生的中强地震对坝址区最大影响烈度均未超过6度。

紫坪铺挡水建筑物(大坝)地震设计烈度为 8度,其余永久建筑物地震设计烈度为 7度。

2 震后大坝面板破损情况

2008年 5月 12日发生汶川里氏 8级大地震,紫坪铺大坝坝址距震中约 17km,大坝原设计地震加速度 0.2g,实测地震加速度超过 0.5g,面板堆石坝受到一定程度破损,包括:

(1)大坝发生较明显震陷,最大沉降量744.3mm,位于大坝最大横断面坝顶附近,坝坡向下游方向发生水平位移超过 300mm。

(2)845.00m高程二、三期混凝土面板水平施工缝断裂错台(面板 5～23号和 33～38号),总长度 352m,最大错台达 17cm;部分混凝土面板与垫层间有脱空现象,最大脱空约 23cm,主要出现在高程845.00m以上。

(3)5～6号、6～7号、8～9号及 23～24号面板垂直缝两侧混凝土挤压破损,表面止水及底部铜止水均破损。其中 5～6号、6～7号、8～9号面板三条垂直缝破损范围为高程 845.00～879.00m,坡向长度为 58.82m;23～24号垂直缝破损范围为高程791.00～850.00m,坡向长度为 102 m,其中水面以上部分 58m,水面以下部分44m。

(4)部分面板表面有宽度不等的裂缝,裂缝最大宽度约 0.5mm,其中裂缝宽度为

0.2～0.5mm的共 34条(总长度 204.05m),宽度在 0.2mm以下的裂缝共 72条(总

长度 473.03m)。

(5)防浪墙与面板水平缝错台,表面 GB止水及底部铜止水均破损,破损范围为 4～44号面板,全长560m。

3 震后大坝面板修复方案

5.12汶川特大地震后,紫坪铺开发公司组织相关专家进行了现场检查及咨询,提出大坝面板修复的基本原则是恢复原设计功能。修复方案主要参考了类似工程的成功经验,分别确定了水面(高程约为 819m)以上和水面以下部分的修复处理方案。

3.1 水面以上部分修复方案

3.1.1 面板 845.00m高程二三期混凝土施工缝错台

在高程 845.00m错台缝以下凿除混凝土80cm,其上凿除混凝土 100cm,并在此范围外清除所有破损混凝土。将变形为“Z”字形的面板钢筋割除,恢复为原设计配筋型式,再将上下层钢筋采用竖向拉筋进行连接形成钢筋网,浇筑与原面板同配比的混凝土。新老混凝土结合施工缝上部用三元乙丙复合橡胶板粘盖。

3.1.2 面板垂直缝错台

在面板垂直缝两边各 40cm开口凿除混凝土,并在此范围外清除所有破损混凝土;恢复表面止水及底部已破损的紫铜片止水,浇筑原面板混凝土。

3.1.3 面板裂缝处理

对于缝宽小于 0.2mm的浅表裂缝,直接在表面涂刷增韧环氧涂料;对于缝宽大于0.2mm、小于0.5mm的非贯穿性裂缝,首先对裂缝进行化学灌浆处理,然后进行表面处理;对于缝宽大于 0.5mm的裂缝,首先化学灌浆处理,然后沿缝面凿槽,嵌填柔性止水材料,最后进行缝面封闭处理。

3.1.4 面板脱空处理

根据检查情况,面板脱空区主要分布在高程845.00m以上。对面板脱空区采用水泥粉煤灰稳定浆液注浆法进行处理,钻孔后注浆,原则由孔口自流注入,不起压。浆液采

用重量比,水泥∶粉煤灰∶水为1∶9∶5～10。每块面板沿坡向布置钻孔 10排,从面板脱空下部开始往上逐级注浆,上下两排孔注浆宜间隔 24h。

3.2 水面以下部分修复方案

根据其它工程水下混凝土缺陷修补的成功经验,确定采用由华东院研制开发的 PBM 聚合物混凝土进行修补。先将面板破损混凝土全部清除,割除已变形的钢筋并进行恢复,然后浇筑 PBM聚合物混凝土,最后恢复表面止水。

4 修复处理施工

4.1 水面以上部分的修复处理

4.1.1 高程 84

5.00m施工缝错台及垂直缝挤压破损的施工

4.1.1.1 破损混凝土的凿除

按照设计要求对每块面板损坏部位进行凿除,凿除范围根据设计图及错台高度而定,以使上下面板能够平顺连接为准。凿除方法主要采用手风钻钻孔,孔内装无声破碎剂,将需要处理部位的面板混凝土挤压破碎,然后用风镐、钢钎等清除松散混凝土。设计布孔:布孔前首先要确定至少有一个以上临空面(自由面),钻孔方向应尽可能做到与临空面平行;破碎混凝土时同一排钻孔应尽可能保持在一个平面上。

孔距与排距布置:孔距与排距的大小与混凝土强度及布筋有直接关系,硬度越大、混凝土强度越高、布筋密钢筋粗时,孔距与排距越小,反之则大。孔距与排距布置见表1。

表1 混凝土凿除布孔 cm项目岩石硬度F=4 F=6 F=8 F=12素混凝土钢筋混凝土孔距 50～100 40 30 20 30 20排距 80 50 40 30 40 30

考虑到本工程破碎临空面即为混凝土错台面(最高约 17cm),施工前进行了现场破碎试验,根据破碎效果确定的布孔参数为间、排距 10cm,孔深20cm,整个面板分成两层进行破碎。

钻孔:(1)钻孔质量与破碎效果有直接关系,施工过程中必须严格控制钻孔方向及孔