清河水庫溢洪道混凝土裂縫成因分析及處理方法

姜鳳海

（遼寧省清河水庫管理局，遼寧 鐵嶺 112003）

1 概述

清河水庫是一座以防洪、灌溉為主，兼顧工業供水、養魚、旅游等綜合利用、多年調解的大型水利樞紐工程。水庫控制流域面積2 376km2，總庫容9.71億m3。溢洪道工程1958年10月13日動工。1959年5月22日曾進行一次大規模洞室爆破，1962年溢洪道進口修改設計，將原設計2孔正常溢洪道、6孔非常溢洪道改為6孔正常溢洪道，加上右岸開挖中發生多次滑坡塌方，至1966年9月26日才正式建成。根據《遼寧清河水庫工程質量檢測報告》，溢洪道各控制段表面明顯可見性裂縫，總計230條。

2 裂縫成因分析

資料統計表明：溢洪道閘門邊墩、中墩均存在垂直裂縫，位置在閘門和牛腿之間，縫寬1～2mm，長度貫穿閘墩及閘墩基礎，北側邊墩有2條裂縫。溢洪道邊墻存在少量裂縫。從資料計算復核分析，牛腿設計抗裂能力滿足規范要求，但支座閘墩鋼筋分布集中，荷載分散面積小，在鋼筋尾部形成集中荷載，因此，在溫度裂縫誘導下發展成閘墩現狀裂縫分布。

根據《遼寧清河水庫工程質量檢測報告》及現場實際檢測發現，所有中墩均在其大致中間部位存在貫穿豎向裂縫，裂縫從基礎向上發展，但尚未發展至墩頂，并且裂縫均處于牛腿分布筋邊緣。邊墩裂縫較多，其中一條裂縫折向牛腿根部，說明裂縫后期受牛腿作用影響較為顯著，但由于邊墩裂縫后側抗水平荷載能力較大，因此，邊墩裂縫對結構影響遠較中墩小。

因此裂縫產生原因主要包括溢洪道閘墩過長和溫度應力約束、混凝土的干縮、自生體積變形和外部約束作用等幾方面，其中主導因素是外部約束作用——基礎溫度應力所致，牛腿荷載對于閘墩裂縫后期發展有較大影響。

3 滲水原因分析

（1）地質條件。根據地質勘察資料，溢洪道各控制段巖石節理發育，規模較小的斷層有30余條，破壞了巖石的完整性，在水壓力作用下很容易形成滲流通道。

（2）邊墩及邊墻止水。由于各控制段左右邊墩及邊墻底面與基巖相接處設計無止水，使得左右邊墩及邊墻巖石裂隙滲水沿混凝土裂縫內滲出。

4 裂縫安全影響分析

經“95.7”洪水（134.93m）考驗，閘墩未出現異常，說明閘墩穩定和強度目前狀態下沒有問題，這主要是裂縫尚未完全貫通墩頂，鋼筋銹蝕輕微，縫前縫后閘墩作為一體承受荷載。但裂縫繼續發展變寬，引起鋼筋銹蝕斷裂，導致縫后閘墩單獨受力，將導致溢洪道抗滑不穩和基底應力不滿足規范要求，危及水利工程安全，必須對裂縫進行工程技術處理。

5 裂縫處理方法

（1）混凝土裂縫大于0.5mm采用開槽法，施工采用環氧樹脂∶聚硫橡膠∶水泥∶砂=10∶3∶12.5∶28。首先用人工將曬干篩后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻，將環氧樹脂與聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻入已拌好的砂、水泥當中，再用人工繼續攪拌。最后用少量的丙酮（約0.2kg）將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度。及時將拌好的改性環氧樹脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的混凝土鑿槽內進行嵌入，一組砂漿的整個施工過程需要30min左右完成。在砂漿嵌入縫槽內處理好后2h以內及時用毛氈、麻袋進行覆蓋，待完全初凝后，開始用水養護。

（2）混凝土裂縫寬度為0.2～0.3mm采用低壓注漿法。施工修補工序為裂縫清理—試漏—配制注漿液—壓力注漿—二次注漿—清理表面。當裂縫數量較多時，先要在裂縫位置上貼醫用白膠布，再用窄毛刷沾漿沿裂縫來回涂刷封縫，使裂縫封閉，大約10min后，揭去膠布條，露出小縫，粘貼注漿嘴用鍵包嚴。固化后周邊可能有裂口，必須反復用漿補上，以避免注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進行，若氣溫高的話，半天就可注漿。操作時先用補縫器吸取注漿液，插入注漿嘴，用手推動補縫器活塞，使漿液通過注漿嘴壓入裂縫，當相鄰的嘴中流出漿液時，就可拔出補縫器，堵上鋁鉚釘。為了保證漿液充滿，在注漿后約30min可以對每個注漿嘴再次補漿。

（3）混凝土裂縫寬度小于0.2mm采用表面覆蓋法。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法，這種方法的缺點是修補工作無法深入到裂縫內部，對延伸裂縫難以追蹤其變化。施工時，首先用鋼絲刷子將混凝土表面打毛，清除表面附著物，用水沖洗干凈后充分干燥，然后用樹脂充填混凝土表面的氣孔，再用修補材料涂覆表面。

［1］孫凱.淺析鋼筋混凝土的裂縫［J］.甘肅科技，2004.

［2］廖啟勝.淺析混凝土結構構件裂縫產生的部分原因及其預防措施［J］.龍巖師專學報，2004，（1）.

［3］張春生，張海波，李世良.混凝土建筑物裂縫處理措施［J］.水利科技與經濟，2004，（3）.