水布垭情况介绍

六期
405
409
355 五期 340
368.20
ⅢD
333.52
四期
ⅢB
288 265
280 250 三期
二期 225
175.8
200 一期
225
208
210
307.44
284.37 268.75 252.49 237.39 230
214
RCC围堰
实际填筑分期
265
193.0 175.8
225 200
2005年11月，坝体填至高程360m坝体总高度约约180m时，右 岸侧高程320m 左右也开始出现裂缝。
截止坝体填筑至二期面板浇筑施工平台高程364m时，左侧裂 缝向上延伸近乎高程364m，向下延伸至高程约280m；右侧裂缝 延伸至高程约363m。
裂缝分布图
裂缝监测
为观测裂缝变化规律，确定裂缝区内的二期面板混凝土浇筑 时间和范围，2005年12月开始分别对左、右岸裂缝宽变化趋势 进行了监测。
80
80
碾压机具要求
平台式振动压 振动静荷载>100kn，激振力≥
实设备
200kn
振动静荷载>160kn,激振力≥320kn
SD-175 型自行碾
BW225-3BVC 型自行碾
施工碾压机具
小型振动碾、 液压振动平板
振动静荷载 110.5 kn 激振力 360/180kn；
振动静荷载 172.38 kn 激振力 402kn
原因二——两岸坝坡多级陡缓相间的台坎，约高程285m以下， 处理较为平顺，上部部分台坎、冲沟处理范围偏小，加大了岸 坡坝基基础对大坝填筑体的约束力，进一步增加了坝体不均匀 沉降，也可能是造成上游坝坡面出现裂缝之一。
原因三——河床坝基覆盖层沉降量虽然比较小，但由此产生 坝体上部位移变形量会放大增加，加大了坝体不均匀沉降和位 移，也是造成坝体上游坡面出现裂缝的原因之一。
裂缝深度与裂缝宽度基本成正比关系，用钢尺测量裂缝最深 约为达4.1m。
（4）裂缝产生原因分析
原因一——观测资料表明，坝体变形主要为沉降变形。随着 填筑高度的增加，沉降量增大；且岸坡越陡（左岸较右岸陡）， 坝体不均匀沉降变化量越大。坝体两岸向中间产生较大的位移 变化，造成上游坡面出现裂缝并随着坝体的增高而延伸发展。
392.16m，面积13.84万m2。
面板厚0.3～1.1m（T=0.3+0.0035H），受压区 宽16m，受拉区宽8m，共55条块。
顶部厚30cm，底部最大厚110cm。
分三期施工。
一期：高程177～278m--2005.1～3月施工 二期：高程278～346m，高程332m设水平施工缝--2006.1～3月施工 三期：高程346～405m-- 2007.1～3月施工
检测 组数 274 22 54
抗冻等级
29
极限拉伸值（×10-4） 29
抗压强度（Mpa） 139
抗拉强度（Mpa）
17
抗渗等级
36
抗冻等级
19
极限拉伸值（×10-4） 19
平均值
43.2 3.58 ≥W12 ＞ F100 105 39.8 3.30 ≥ W12 ＞ F150 108
标准偏 差 4.62 / /
二、有关问题
根据水布垭大坝施工期间出现的有 些现象或者说有关技术问题，我重点 就： ➢坝体上游面裂缝 ➢面板裂缝
向各位专家通报……
1、坝体上游面裂缝
大坝填筑高度至150m时，坝体上游面左岸侧出现顺 坡向裂缝。
大坝填筑高度至180m时，坝体上游面右岸侧也出现 裂缝。
大坝填筑高度至229m时（EL.405），右岸侧原裂缝 闭合，未发现新的裂缝；左岸侧裂缝则进一步顺岸向 发展延伸，出现新的裂缝。
一期面板
二期面板
三期面板
配合比设计指标
砼标号
级配
抗冻 极限拉伸值(×1-06) 等级 28d 90d
自生体积变形 (×10 -6)(90d)
W/C+F粉煤(℅灰) 掺量
塌落度 (cm)
保证率 (℅)
C30 二 F200 ≥97 ≥100
≥20 ≤0.38
20 3～7 ≥95
施工配合比参数
级配 二 二
水布垭大坝工程情况介绍
水布垭大坝
葛洲坝集团·清江施工局
一、基本概况
1、大坝 水布垭大坝为目前世界上在建的最高的面板堆 石坝，最大坝高233m，坝轴线长660m，坝顶宽 度12m。上游坝坡1:1.4，下游综合坝坡1:1.4。
坝体分六个填筑区，从上游至下游分别为盖重 区（ ⅠA 、粘土、ⅠB）、垫层区（ⅡA）、过 渡区（ⅢA）、主堆石区（ⅢB）、次堆石区 （ⅢC）、下游堆石区（ⅢD）。
从裂缝位置分布来看，裂缝主要集中在高程235～240m、260～270m 之间两个区域内。
裂缝以水平方向为主， R4、R8两块面板上出现纵向裂缝。
根据检测结果，裂缝内部宽度一般小于表面宽度，且裂缝宽度与深 度存在一定的正比例关系。宽度较大的裂缝深度也较大，深度最小值 为9.3cm，最大值为55.0cm，未发现贯穿至面板底部的裂缝。
二期面板 2007年2～3月，共发现12条裂缝，为表面性裂缝。
三期面板 目前正在进行检查，已发现7条裂缝，为表面性裂缝。
（1）裂缝分类
按缝宽、缝深分为3类： Ⅰ类缝：缝宽＜0.1mm。 Ⅱ类缝：0.1mm≤缝宽<0.3mm，缝深≤30cm。 Ⅲ类缝：缝宽≥0.3mm，或缝深＞30cm。
（2）一期面板裂缝情况
灌浆压力采用0～0.2MPa，以不顶破封口为原则。
裂缝封闭后，铺盖2.0mm厚PVC垫片。
裂缝处理示意图
（6）结语
在200m级高混凝土面板堆石坝施工期，较陡侧岸坡上游坡面发生裂缝 已不鲜见。随着我国水电建设和筑坝技术的发展，还会有更高的混凝 土面板堆石坝问世。建议： ❖在高混凝土面板堆石坝建设中，应对上游坝坡面裂缝加以关注研究。
/
/ 3.71
/ /
/
/
离差系 数
0.107 / /
/
/ 0.093
/ /
/
/
保证率
合格率 （%）
99.8 100.0
/
/
/
100.0
/
100.0
/ 99.6
/ /
100.0 100.0
/ 100.0
/
100.0
/
100.0
分期 检测项目
检测 组数
抗压强度（Mpa）
77
抗拉强度（Mpa）
11
三期 面板
左岸裂缝自下而上延展范围约为EL.280～EL.400m， 距岸坡20～40m范围，宽度16～94mm。
（1）二期面板浇筑前，裂缝情况
在一期面板浇筑期间，坝体后区继续填筑，一期面板浇筑完 毕时，后区已填至高程325m，此时大坝上游面尚未发现裂缝。
一期面板浇筑完毕后，坝体前区恢复填筑上升，当大坝填筑 至高程330m（坝体总高度约150m）时，于2005年8月，在左岸侧 高程300m附近发现上游坝坡表面逐渐出现裂缝，并随着坝体的 填筑不断延伸。
2.27 2.27 2.21 2.21 2.18 2.20
2.26 2.27 2.23 2.20 2.17 2.16
2.26 2.25 2.26 2.22 2.20 2.16
坝体变形情况
➢沉降变形 截至到2007年4月，坝体最大沉降量为2241mm，为坝高的0.96%。
2、面板 面板底部高程177m，顶部高程405m，最大坡长
2、面板裂缝
一期面板 2005年5～6月，进行了初期裂缝检查，共发现5条裂缝，均沿水平方 向发展。 2005年汛后，表面又陆续发现裂缝，且裂缝在高程235m和高程265m附 近较为集中。 2005年12月中旬～2006年1月初，又进行了详细检查，发现裂缝255条。 共发现260条裂缝，全为表面性裂缝。
茅口组 灰岩 茅口组 灰岩 茅口组 灰岩 茅口组 灰岩 栖霞组 硬岩 栖霞组灰 岩混合料 粉细砂 开挖料
最大料径 （㎜）
级配要求 ≤5 ㎜含量 ＜0.1 ㎜含量
（％） （％）
干密度 （g/㎜）
40
35～50
4～7
2.25
80
35～50
4～7
2.25
300
≤5
2.20
800
＜5
2.18
1200
≤5
2.15
抗渗等级
15
抗冻等级
/
极限拉伸值（×10-4） 14
平均值
标准偏 差
42.2
/
104
/
离差系 数
0.081 / / / /
保证率
100 / / / /
合格率 （%）
100 /
100.0 100.0 100.0
水布垭面板堆石坝在施工过程中，采 用了一系列新技术、新工艺、新材料、 新设备，加快坝体填筑进度，提高施 工质量，有效地减少坝体沉降，有效 地预防或减少面板裂缝，为200m级以 上的高堆石坝建设积累了一定的施工 经验。
裂缝分布图
（3）裂缝产生性状及发展规律
裂缝主要分布在大坝上游左右两侧靠近山体处，河床段对应 的坝体上游坡面无裂缝，高程280m以下无裂缝。
左岸侧裂缝较多，也较宽。自下而上延展高度约120m，距岸 坡20～40m范围；右岸裂缝较少、较窄，随着填筑体的上升，自 然闭合。
裂缝呈张开性变化，前期变化值较大，随着坝体前区填筑的 停顿，后期变化较小，直至趋于稳定。
❖高混凝土面板堆石坝宜选址于岸坡较为平缓、基础条件较好的河床 地段。
❖坝址所处的河床覆盖层相对较浅，应开挖至基岩面。
❖两岸坝肩整修应平顺，冲沟、台坎处理范围应更宽一些。
❖距坝体两岸侧40～60m范围内筑坝材料和碾压控制标准宜适当提高。
❖大坝在蓄水期和徐变期的变形，是否还会造成裂缝拉开以及对面板 会产生怎样影响，还需作进一步的观测和探讨。
一期
288 二期
六期
405
409
395.9
五期 364
355
368.20
340
333.52
四期 288
三期
208
210
307.44
284.37 268.75 252.49 237.39 230 214
RCC围堰
填料设计指标
大坝分区
ⅡAA ⅡA ⅢA ⅢB ⅢD ⅢC ⅠA ⅠB 坝坡砌石
岩石 类别
振幅 1.86/0.93mm
振幅 2.3mm
碾压遍数
8
8
8
8
8
8
洒水量（%） 适量
适量
10
15
适量
15
碾压方法
错距法
振动碾速度
1.5～2km/h
挤压边墙配合比
项目 配合比
材料用量（㎏/ m3）
水
水泥
IIAA 料
91
70
2144
外加剂掺量（﹪）
NF-21
8604
0.8
4
一期填筑
二期填筑
三期填筑
800
≤5
2.15
1
10～20
300 ≥500
孔隙率 （％）
17 17 18.8 19.6 20.7 20.7
渗透系数 （cm/s） 10－2～10-4 100～10-2 10－1～10-4 自由排水 自由排水 自由排水
压实参数
分区 项目
ⅡAA
ⅡA
ⅢA
ⅢB
ⅢC
ⅢD
压实层厚（cm） 20
40
40
80
5.21
0.71
40
785 648 530
38
740 664 543
39 0.38 20 284 71 759 653 534 17.8
5.33
0.71
40
779 642 526
坍落度 水 (mm)
132 50～70
135 70～100
面板质量检测成果
分期
一期 面板
二期 面板
检测项目
抗压强度（Mpa） 抗拉强度（Mpa） 抗渗等级
四期填筑
五期填筑
大坝上游面 大坝下游面
压实度检测成果
坝料种类 设计要求 一期平均值 二期平均值 三期平均值 四期平均值 五期平均值
ⅡAA 2.25
ⅡA ⅢA ⅢB 2.25 2.20 2.18
ⅢC 2.15
ⅢD 2.15
2.27 2.27 2.23 2.21
/
2.20
2.27 2.27 2.23 2.21 2.17 2.20
（5）裂缝处理
对已趋于稳定的裂缝采用充填灌浆法进行封闭，封闭后再进行 混凝土面板浇筑施工；尚未趋于稳定的裂缝影响范围区的面板 混凝土，尽可能安排在后期浇筑。
充填灌浆采用小厂32.5级普硅水泥、Ⅱ级粉煤灰、膨润土等材 料，配制成混合浆液。
配合比：水泥∶粉煤灰＝1∶2（重量比）；水∶（水泥＋粉煤 灰）＝0.8∶1（重量比）或0.5∶1，掺加10％膨润土。
填筑总量：1570万m3。
工期：2003年1月开始，2006年10月完成。
大坝分区图—六区
ⅠA ⅠB
175.8
ⅢA ⅡA 265
405
ⅢB
409
380
368.20
ⅢD
333.52
ⅢC
225
307.44
284.37 268.75
252.49 237.39 230
ⅢD
214
RCC围堰
大坝分期图—六期
监测结果表明：裂缝变化逐渐减小，至面板浇筑时大部分基 本趋于稳定。
裂缝情况
裂缝情况
（2）三期面板浇筑前，裂缝情况
二期面板施工完成后，坝体前区继续填筑上升，至2006年10 月，大坝填筑至防浪墙底部高程405m，右岸高程340～350m的裂 缝逐渐闭合；
坝体左侧上游面顺坡向裂缝则一直延伸至约高程400m处。
砂细度 F.M
2.4 2.6 2.8 2.4 2.6 2.8
配合比参数
材料用量(kg/m3)
砂率 (℅)
粉煤灰 水胶比 掺量
(℅)
碎石(mm) 水泥 粉煤灰 人工砂 小石 中石
SR3溶液
AIR202溶液 纤维掺量
38
746 669 548
39 0.38 20 278 69 765 658 539 17.4