楓林水利樞紐工程混凝土面板裂縫控制

張國東

（吉林省地方水電有限公司，吉林 長春 130022）

1 概述

吉林省撫松縣楓林水利樞紐工程位于漫江中游，壩址以上河道長63.1 km。控制流域面積1 094 km2。楓林水利樞紐工程裝機容量32 000 kW，設計年發電量10 540.82 kW·h，總庫容3 068.34萬m3。主要建筑物由鋼筋混凝土面板堆石壩、岸邊式溢洪道、發電引水系統、電站廠房、升壓站等組成。該工程以發電為主，兼有防洪、養魚、旅游和森林防火用水等綜合利用的水利樞紐工程。

樞紐混凝土面板結構型式、邊界條件等與其它混凝土結構有較大差異。這種差異使面板裂縫受混凝土干縮、溫度變化及地基沉降的影響更大。若支撐混凝土面板的墊層坡面平整度不夠，凹凸不平，則面板在同一高程的厚度就不一樣，面板柔性會降低，抗拉能力隨之減弱；若各區填筑密度達不到設計要求，則可能產生不均勻沉降，面板隨之被破壞。混凝土面板裂縫有明確的規范要求，超過規范值，雖只是少數板塊的個別裂縫，若不及時修補，裂縫會慢慢變大，各填筑區中的細料隨滲水慢慢流走，最后會有垮壩的危險。

2 支撐混凝土面板堆石體的控制

混凝土面板是澆筑在坡度為1∶1.4墊層坡面上的薄混凝土板，面板裂縫受堆石體的位移、沉降影響較大，特別是地基不均勻沉降或局部填筑密度沒有達到要求而導致的不均勻沉降影響則更大。為避免裂縫的產生或裂縫的發展，面板混凝土澆筑應在堆石體（墊層區、過渡區、堆石區）基本完成施工期的沉降后再進行，各種填筑料的填筑密度應不低于設計指標，墊層坡面的平整度與壓實度應達到規范要求。

3 面板混凝土的原材料控制

混凝土面板除在設計上要合理配筋、分塊外，混凝土原材料的選擇是控制面板裂縫的主要措施之一。混凝土原材料的優劣極其配合比的選擇，對面板的抗裂性能影響較大。

3.1 外加劑的選擇

通常要在面板混凝土配合比中摻減水劑和引氣劑，用以提高混凝土的和易性、不透水性和抗裂性。外加劑應選用多個品牌的產品進行配合比實驗比較，從中選出滿足設計和施工要求以及對面板抗裂最為有利的外加劑。

3.2 水泥的選擇

面板混凝土應選用干縮小、水化熱低的硅酸鹽水泥，且標號的選用宜高不宜低。因為配置相同等級的混凝土時，用高標號要比用低標號節省水泥，對混凝土減少干縮有利。SL49-94（混凝土面板堆石壩施工規范）規定：面板混凝土用水泥強度等級應不低于32.5。故對有條件的工程，特別是高壩

應盡量選用P.042.5強度等級的水泥或更高強度等級的水泥來配置面板混凝土。

3.3 粗細骨料的選擇

由于混凝土面板所具有的特殊性，粗細骨料除應滿足SDJ207-82《水工混凝土施工規范》要求外，還有一些特殊要求。為減少面板混凝土因溫度和干縮產生的拉應力，提高其抗裂性，應盡量采用熱膨脹系數小的云母巖生產的人工料或天然骨料，使因溫度變化引起的拉應力和拉應變盡量小。砂的粗細程度控制在3±0.2較為合理。面板混凝土中采用堅硬致密、熱膨脹系數小的灰巖軋制成粗細骨料。

4 面板施工的質量控制

4.1 面板施工段的選擇

面板施工時段的選擇實際上是面板澆筑時環境溫度和濕度的選擇。施工時由于模版漏水，骨料的吸水或者蒸發等使未凝固的面板混凝土脫水，引起與脫水容積大體相等的收縮；同時，這種收縮又受到基礎、模板、鋼筋等的約束而產生拉應力。此時，混凝土的抗拉強度幾乎為零,易產生裂縫。面板澆筑時若環境溫度高會導致混凝土溫度高，使表面水分急劇蒸發。為減少未凝固混凝土水分過多蒸發，防止面板開裂，面板的最佳施工溫度應控制在22℃左右，濕度應控制在70%以上。

4.2 面板混凝土生產運輸澆筑的質量控制

原材料配料準確與否是面板裂縫控制的又一重要環節。骨料入斗允許誤差±2%，加水量允許誤差±1%，施工單位應嚴格過磅稱量原材料。超出誤差范圍的配料狀態下，生產出的混凝土質量是極不穩定的。任何用途的混凝土都要求拌和均勻，而面板混凝土更應強調拌和的均勻性，以保證其面板有較高的延伸性，提高抗裂性能。

為保證混凝土在運輸過程中不發生分離、漏漿、嚴重泌水或過多降低坍落度，應盡量減少運輸時間，盡快入倉。入倉混凝土應及時振搗，以使混凝土密實并緊貼墊層。鋪料間隙時間要符合設計要求，以免造成施工冷縫而留下產生裂縫的隱患。

5 新澆面板混凝土裂縫的控制

面板的養護，特別是面板的早期養護，對防止面板裂縫尤為重要。養護好的混凝土面板，除強度增長較快外，還可降低因干縮產生裂縫的程度。

養護濕度為70%的混凝土較養護濕度為90%的混凝土所測各齡期干縮大，其平均值前者是后者的近2倍。從而說明混凝土早期養護對減少混凝土干縮、防止面板開裂有利。在氣溫驟變的情況下，面板承受較大的溫度梯度，使面板產生拉應力。

處于水中的面板混凝土較暴露于空氣中的面板混凝土脹縮變形小，硬化中或硬化后的混凝土面板如果能避免直接暴露于空氣中，對防止裂縫極為有利。

為防止面板裂縫，面板自拉模起就應加強養護和保護。拉模抹面處理后覆蓋草袋并灑水養護，面板澆筑期可在草袋上灑水養護，面板澆筑結束可采用灑水花管進行自流養護，并盡可能養護至水庫蓄水。