淺談長征水庫混凝土面板堆石壩面板抬動破壞處理方案

張海浪

x摘 要：在混凝土面板堆石壩建設過程中，面板澆筑后發生抬動破壞的問題時有發生。本文結合長征水庫面板抬動破壞處理實例，提出了以防滲補強為主要目的處理方案，該方案工程技術可行、施工難度不大、工程投資較省、處理效果較好，可為類似工程提供參考和借鑒。

關鍵詞：長征水庫;混凝土面板堆石壩;面板抬動破壞處理

中圖分類號：TV544 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）02-0109-02

1 工程概況

長征水庫位于貴州省畢節市大方縣境內，工程任務主要為農田灌溉和農村人畜飲水。壩址位于長江流域烏江水系六沖河左岸一級支流大水溝，壩址以上流域控制面積為5.44km2。水庫設計洪水標準為30年一遇（P=3.33%），校核洪水標準為300年一遇（P=0.33%），總庫容220.85萬m3，屬于IV等小（1）型水庫。

大壩為混凝土面板堆石壩，壩頂高程為1757.50m，最大壩高59.50m，上、下游壩坡均為1：1.4。壩基覆蓋層為第四系殘坡積層和沖洪積層，厚0.5～7.0m，下伏基巖為三疊系下統飛仙關組第三段粉砂質泥巖夾薄層泥質粉砂巖、泥灰巖。大壩上游迎水面設置0.4m等厚混凝土防滲面板，混凝土強度等級為C25，抗滲等級為W8，抗凍標號為F150。為適應壩體變形，面板共設置12條張性垂直縫、6條壓性垂直縫，分縫形成19塊條形或三角異形板塊，其中12m寬6塊（MB9～MB14），6m寬11塊（MB2～MB8、MB15～MB18），MB1寬8.31m，MB19寬7.11m。

2 面板抬動破壞過程及主要受損情況

長征水庫大壩面板混凝土于2017年12月21日澆筑完成，隨后進行了面板混凝土養護;2018年3月30日晚，工程區突降暴雨，致使大壩上游基坑被淹;3月31日早上開始對上游基坑進行抽水，但由于持續降雨，基坑水位未明顯下降;4月1日降雨時斷時續，在抽水過程中基坑水位開始下降;4月3日早晨，施工單位在持續抽水過程中發現MB11底部出現抬動破壞，隨后通知了業主及其他相關單位。

4月9日下午，參建各單位對大壩面板混凝土抬動情況進行了聯合檢查，受損范圍主要為MB10～MB12面板、MB11局部對應的趾板，受損情況示意如圖1。

（1）MB11在周邊縫位置向上游產生抬動變形25～30cm，抬動范圍從周邊縫向壩頂方向延伸9.1m（頂部高程1704.41m）。（2）MB10在高程1700.4m至1702.5m產生多條不規則裂縫。在1702.22m位置出現一條不規則通縫，縫寬處緊挨MB11，縫寬為0.03至0.5mm，沿縫往外輻射出多條樹枝狀不規則裂縫;在1701.80m位置出現一條不規則通縫，縫寬處緊挨MB11，縫寬為0.03至0.75mm，沿縫往外輻射出多條樹枝狀不規則裂縫;在1701.40m位置出現一條不規則通縫，縫寬處緊挨MB11，縫寬為0.05至1.0mm，沿縫往外輻射出多條樹枝狀不規則裂縫。（3）MB12在高程1701.8m位置出現一條不規則通縫，縫寬處緊挨MB11，縫寬為0.04至0.4mm，沿縫往外輻射四條不規則裂縫。（4）MB11左側周邊縫底部的止水銅片有損壞或脫離面板的情況，其它面板周邊縫位置因無變形外移，底部的止水銅片基本完好。（5）MB11對應的ZB10局部出現表面受損、鋼筋頭外露情況。

3 面板破壞原因初步分析

影響混凝土面板破壞的因素有很多，如施工期壩體反向水壓力作用、堆石體的沉降變形不均勻、面板下墊層約束及施工環境變化等。經初步分析，本水庫面板抬動破壞的主要原因為：3月30日至4月1日連日均出現強降雨，山體下滲水匯集于壩體內部，形成壩內水位較高，降雨后面板外水因抽水降低，而壩內水位降低較慢，由此形成面板內外水頭差，造成面板抬動，越靠近底部壓差越大，這也是面板底部抬動最大的主要原因。

4 面板破壞處理方案

面板抬動破壞及在其影響下所產生的裂縫，將引起混凝土結構滲漏、鋼筋銹蝕，最終降低結構強度和整體穩定性，故受損面板處理應以防滲補強為主要目的，處理流程主要包括：受損面板拆除、止水系統封閉處理、重新澆筑新面板、面板裂縫處理、面板脫空處理。

4.1 受損面板拆除與重新澆筑

將MB11高程1704.5m以下受損面板進行拆除，為防止MB11下部面板一次性拆除后上部面板向下滑移造成安全事故，對MB11下部面板分兩次進行切割。首先將左側6.5m面板切割，切割后先對面板下部損壞區域進行平整，然后修復和新增止水系統、重新布置面板鋼筋、澆筑左側新面板;待左側新面板強度達到70%以上，再對右側5.5m面板進行切割、平整、修復和重新布筋澆筑。

切割時要求上部老混凝土切割面處理平整，平整度應在毫米級別，同時為防止分縫處止水銅片遭切割破壞，對靠近分縫50cm范圍內面板采用人工敲除。施工過程中應加強對上部未拆除面板的變形監測及臨時支護。

4.2 止水系統封閉處理

對新老混凝土面板之間、左右側新澆筑面板之間增設永久分縫，其分縫止水與原面板、趾板分縫止水系統進行封閉。左右側新澆筑面板之間分縫設計同原面板垂直壓性縫，新老混凝土面板之間分縫由W型止水銅片替代為L型，上部設計同面板垂直壓性縫。

4.3 面板裂縫處理

受面板抬動變形而新增的裂縫與原養護后面板裂縫一并進行處理。對于表面縫寬<0.02mm的Ⅰ類裂縫采用“縫表面涂刷聚脲或采用表面粘貼SR防滲蓋片封閉處理”，對于表面縫寬>0.02mm的Ⅱ類裂縫采用“縫內LW+HW化學灌漿處理+表面涂刷聚脲或采用表面粘貼SR防滲蓋片封閉處理”。由于本文篇幅有限，對面板裂縫的處理不再詳細展開敘述。

4.4 面板脫空處理

根據面板脫空檢測報告，MB9、MB10、MB11均存在面板脫空問題，對脫空部位應進行充填灌漿處理，以提高面板下部料區的密實度。面板脫空處理應在面板封閉及裂縫處理之后進行。

充填灌漿孔采用梅花形布置，間距3m，排距1.5m，孔的布置宜避開面板鋼筋。灌漿材料采用M5.0砂漿并摻粉煤灰，漿液結石后設計密度為22.7kN/m3，設計抗壓強度為5.0MPa。水泥采用P.O 42.5普通硅酸鹽水泥，砂采用質地堅硬的中細天然砂，粒徑不大于2.5mm，細度模數小于2，粉煤灰采用Ⅱ級粉煤灰，初擬配合比為水泥：粉煤灰：砂=1：2：1（重量比），水：（水泥+粉煤灰）=0.45：1，具體應通過試驗確定。

灌漿施工程序為鉆孔→檢查脫空情況→預埋灌漿管→掃孔灌漿→封孔。鉆孔采用手風鉆鉆孔，孔徑不小于50mm，鉆孔應穿過面板，孔向鉛直。鉆孔結束后對面板脫空情況進行二次檢查，局部鑿至墊層料區，檢查結束后預埋Ф50PVC灌漿管，管壁與孔壁采用水泥砂漿封堵。充填灌漿采用從下往上重復灌漿施工方式，同一高程的灌漿孔先灌兩側孔，再灌中間孔，單孔灌注，每單元面板充填灌漿由面板下部向上部推進，即先充填下部，逐步向上直至最上面的脫空部位。灌漿壓力初擬采用0.015MPa，以孔口壓力表壓力讀數為準，控制灌漿壓力，充填時注意對面板的抬動觀察，如有明顯抬動應停止加壓或停止灌漿，嚴禁施灌過程中造成面板新的破壞。灌漿結束標準：在規定的灌漿壓力下，灌漿孔停止吸漿即可結束灌漿。灌漿結束后向孔內填塞砂漿，24h后割除孔口管，對混凝土面板鑿孔采用2cm樹脂砂漿抺平。

4.5 趾板受損處理

由于面板抬動過程中擠壓ZB10趾板導致局部破損，經檢查受損深度小于5cm，且受損范圍不大，故對受損部位采用樹脂砂漿抹平，同時將外露鋼筋頭截斷即可。

5 結語

在混凝土面板堆石壩建設過程中，面板澆筑封閉后必須高度重視壩內外水位差的問題，特別是在強降雨之后，應緩慢抽取大壩上游基坑水，控制外水位下降速度，以免造成面板抬動破壞。本工程在出現面板抬動破壞后，對抬動較嚴重的面板采取了拆除重新澆筑，對抬動脫空情況較輕的面板采取了充填灌漿，同時結合止水封閉和裂縫處理措施，工程技術可行、施工難度不大、經濟性及處理效果較好，可為類似工程提供一些參考。

參考文獻

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[3] 陳玲，王東，周澤澤，易恒如.水電站施工期大壩面板抬動破壞及處理[J].東北水利水電，2018，（09）：5-6+13.