板橋河水庫左岸周邊縫止水破壞機理分析與修復方案

聶海勇，劉開元

（1.三峽大學,湖北 宜昌 443000；2.宜昌清江水電設計院，湖北 宜昌 443000）

板橋河水庫左岸周邊縫止水破壞機理分析與修復方案

聶海勇1，劉開元2

（1.三峽大學,湖北 宜昌 443000；2.宜昌清江水電設計院，湖北 宜昌 443000）

混凝土面板堆石壩周邊縫止水破壞將危及大壩安全,論文分析了周邊縫止水破壞機理,提出了可靠的修復方案,確保板橋河水電樞紐工程大壩的安全。

混凝土面板堆石壩;周邊縫止水;破壞機理;修復方案

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.070

1 工程概況

板橋河水庫位于秭歸縣楊林橋鎮，大壩為鋼筋砼面板堆石壩，總庫容359.65萬m3，最大壩高64.3m，2004年8月11日動工建設，2006年8月25日建成。

201 1年1月24日，管理單位發現周邊縫裂變的險情；1月26日，我們開始對左岸周邊縫止水破壞機理及處理方案進行研究；2月15日，管理單位按我們提出的方案對周邊縫止水進行處理。

2 周邊縫止水破壞機理分析

2.1 大壩安全總體評價

經管理單位介紹，2009年8月，該水庫左岸周邊縫出現沉降。2010年12月，水庫管理人員發現BL3、BL4、BL5面板與高趾墻間的周邊縫縫間加大，面板沉降達16cm；而且紫銅片斷裂，長23.6m。

根據大壩安全監測數據，豎向位移方面，運行初期前四年累計值/近一年位移值 (mm)分別為Q2=0/0，Q3=168/12，Q4=186/9，Q5=43/0，H2=62/3，H3=64/0，H4=65/2，H5=33/4，壩頂最大沉降率0.29%，馬道最大沉降率0.27%，滿足設計要求。而近一年來,壩頂最大沉降僅12mm(Q3)，馬道最大沉降僅4mm(H5)，亦滿足設計要求。根據豎向位移隨時間變化的趨勢來看，豎向位移趨于平緩，亦滿足設計要求。

水平位移方面，運行初期橫向(向下游為正)位移前四年累計值/近一年位移值(mm)分別為Q2=12/7，Q3=56/-6，Q4=36/-3，Q5= 9/9，H2=7/-1，H3=23/1，H4=16/-17，H5=-11/-11。監測數據表明，壩頂Q3向下游位移56mm大于Q4向下游的位移36mm；馬道H3向下游移動23mm，大于H4向下游的位移16mm。而近一年來，壩頂最大橫向位移僅9mm(Q5)，馬道最大橫向位移僅-17mm (H4)。根據橫向位移隨時間變化的趨勢來看，橫向位移波動很大，說明壩體應力仍處于調整狀態。

運行初期縱向(向左岸為正)位移前四年累計值/近一年位移值(mm)為Q2=9/-4，Q3=52/32，Q4=50/24，Q5=5/-9，H2=57/8，H3= 70/5，H4=82/13，H5=15/-24。監測數據表明，壩頂Q3向左岸位移52mm大于Q4的位移50mm；馬道H3向下游移動70mm。而近一年來,壩頂最大縱向位移32mm(Q3)，馬道最大縱向位移-24mm (H5)。根據縱向位移隨時間變化的趨勢來看，縱向位移波動很大，說明壩體應力仍處于調整狀態。

根據三向測縫觀測值，BL8防浪墻頂最大三向位移為(6，0，0)，BR4防浪墻頂最大三向位移為(3，0，0)，BR6防浪墻頂最大三向位移為(7，0，0)，BR6壩頂最大三向位移為(4，1，1)，BR4壩頂最大三向位移為 (3，8，-2)，BL8壩頂最大三向位移為 (4，-2，-1)，BL2左岸趾墻最大三向位移為(2，1，2)。根據各縫的最大測量數據分析，BR4壩頂三向位移最大。

根據大壩安全監測數據分析，板橋河水庫大壩總體變形滿足規范要求。

另外，經管理單位介紹，量水堰滲流相關分析表明，滲流無突變、滲水混濁等異常現象。

綜上所述,我們認為大壩現狀是安全的。

2.2 周邊縫止水破壞機理分析

通過大量調查與分析，水庫左岸周邊縫出現裂變的原因如下：

（1）左壩肩為陡坎,局部有反坡,施工時大型碾壓設備無法到達岸坡,又未采用其他措施進行夯實,實際上為松填狀態,造成沉降變形過大而致使面板隨之下沉，致使周邊縫開裂過大，拉裂了止水銅片；（2）銅片鼻子總長150mm,考慮到銅片的延展性,其伸縮量應達到225mm,而左岸周邊縫最大錯位僅160mm,就造成了銅片斷裂，說明銅片質量存在問題；（3）BL3、BL4分界處為箱形高趾墻轉折處,為克服應力集中,高趾墻在轉折處設伸縮縫1條,而施工時將該伸縮縫取消,導致本處應力集中而難以釋放,造成本處高趾墻裂縫,面板擠壓變形；（4）根據墊層料的級配分析，小于5mm的顆粒僅14.4%,少于設計的40%。分析原因，主要是止水破壞后未及時處理，水庫滲水將細顆粒大量帶走造成的。這也是面板下沉，拉裂止水銅片的又一主要原因。

3 周邊縫修復方案

3.1 止水修復

將趾墻和面板擬安裝止水部分的砼拆除，止水部分以下的趾墻與面板間的孔隙用環氧樹脂混凝土充填密實，止水銅片安裝面采用環氧樹脂沙漿與老混凝土粘接且頂部平整，然后將止水銅片用環氧樹脂粘貼在環氧樹脂沙漿面上，然后澆筑新混凝土使建筑物外觀整齊美觀，澆筑新混凝土前，將膨脹螺栓固定于老混凝土上，將鋼筋錨固于膨脹螺栓上。周邊縫處理同原設計，即銅片下部仍填墊5mm厚的PVC板，趾墻與面板間亦填墊5mm厚的PVC板，銅片上部仍填充GB填料，并用3厚的PVC板進行保護。另外，新老混凝土結合處粘貼SG305-C1液體橡膠或PSITAPE快速修補帶,涂刷PSI-200水泥基滲透結晶型防水涂料。（周邊維修復見圖1）

Destroy Mechanism Analysis and Rehabilitation Scheme of Perimeter Joint Waterstop Structure inthe Left Bank of Banqiao River

NIEHai-yong1,LIUKai-yuan2
（1.ChinaThreeGorgesUniversity,Yichang443000,China；2.QingjiangHydropowerDesignInstitute,Yichang443000,China.）

Destruction of the perimeter joint waterstop structure of concrete faced rock-fill dam (CFRD)will endangers the dam safety, this paper analyzes destroymechanism the perimeter joint waterstop structure and puts forward the reliable repair plan,to ensure the safety of hydropower project dam of banqiao river.

concretefacedrock-filldam;waterstopofperimeterjoint;destroymechanism;rehabilitationschemes

TV641

B

1007-9467（2016）07-0109-02

聶海勇（1976~），男，湖北宜昌人，工程師，從事水電設計研究，（電子信箱）597026710@qq.com。