[12-11 16:59:29] 来源：http://www.tmgc8.com 水利水电 阅读：3682次
摘要：面板垫层设计考虑不周，混凝土原材料选择及配合比设计不合理以及施工控制不当等因素均会降低面板的抗裂性能。本文通过对混凝土面板裂缝较少情况分析，论述了面板裂缝变化与合理的施工控制，并对裂缝封闭修补措施进行了阐述。
关键词：混凝土面板,裂缝,控制与修补
1工程概况
多儿水电站位于甘肃甘南迭部县境内的白龙江支流多儿河上，工程规模属Ⅳ等小（Ⅰ）型工程。堆石坝最大坝高78.5m，混凝土面板为不等厚结构，顶部厚度30cm，底部最大厚度为52cm，面板分块宽度为12m和6m，共计14块，垂直缝长932m，周边缝长288m，面板最大单块长度128m，表面积总计约1.0万m2。面板混凝土设计标号为C25W10F250，二级配，工程量4220m3。
2混凝土面板产生裂缝的原因
经对本工程裂缝检查，21块趾板混凝土未出现裂缝；14块混凝土面板上发现水平裂缝总计30条，其中≤0.2mm宽的裂缝2条，0.2mm～1.0mm宽的裂缝28条。现场分析：裂缝主要分部在整个面板中部应力集中区域，是面板混凝土在硬化过程中温度梯度过大以及干缩等产生的拉应力超过了面板的极限承受力则导致出现裂缝。
3混凝土面板裂缝施工控制
3.1支撑混凝土面板的堆石体质量控制
混凝土面板是浇筑在坡度为1：1.4的垫层坡面上的薄板，为避免裂缝的产生或控制裂缝的发展，面板混凝土浇筑应在堆石体完成施工期的沉降量以后进行。本工程在堆石体施工时从坝料采运、摊铺、碾压均按照设计要求和施工规范严控施工过程，在坝料级配选择时，请堆石坝专家凤家骥教授对垫层料和过渡料级配进行了指导和论证，经检测各高程的各种填筑料填筑密度符合设计指标，坝体填筑完成后，经过三个月的沉降观测，沉降趋于稳定时的最大沉降量为0.15mm，开始进行混凝土面板浇筑施工。采用挤压式混凝土边墙代替了原来的坡面碾压施工，有效保证了垫层坡面的平整度。
3.2混凝土设计强度
面板混凝土的强度等级的高低与抗拉强度及极限拉伸值呈正比例关系。因此，面板混凝土强度等级设计和配合比的选配尤为重要，强度宜高不宜低，本工程设计强度为C25。
3.3混凝土原材料
混凝土面板除在设计上要合理配筋、分块外，混凝土原材料的选择则是面板裂缝控制的主要措施之一。因此，面板混凝土施工前在原材料选择方面作了大量的对比试验，结合实际情况进行了合理的选定。
（1）外加剂：经试验采用的减水剂为UNF-MA萘系高效减水剂，掺量0.65%-0.85%；该减水剂在水电站工程中广泛采用，品质优良、性能稳定。引气剂采用改良型KDSF型引气剂，掺量1.5/万。
（2）水泥及粉煤灰：a.选用水化热低的P.O42.5水泥，水泥物理力学性能试验结果满足技术要求。b.优质粉煤灰掺入砼中能减少水泥的需水量，除使砼面板抗渗性能大幅度提高外，还可减少干缩，从而提高抗裂性能。本工程采用二级粉煤灰，掺量为20％。
（3）粗细骨料：由于面板所具有的特殊性，粗细骨料除应满足规范要求外，还有一些特殊要求。应尽量采用热膨胀系数小的人工骨料或天然骨料，使因温度变化而引起的拉应力尽量小。砂子的细度模数控制在3±0.2以内。
试验采用的粗骨料为工地碎石场生产的人工骨料，其物理性能检测结果见表1。
表1粗骨料物理性能检测结果
（4）拌和用水：本工程混凝土生产用水为多儿河河水，属饮用水。
3.4施工强度配合比选定
按照设计和施工工艺要求，混凝土拌和物各项物理、力学指标满足规范要求，配合比拌制试验历时两个月，确定出经济、合理的施工配合比见表2。
表2面板混凝土施工配合比
3.5面板施工
（1）面板施工时段的选择
本工程属北暖温带地区，多年平均气温7℃、降雨量595.9mm、蒸发量1461.7mm，主要集中在6月～9月。风速年均为1.8m/s，历年最大风速21m/s。最大冻土深度75cm。
为避开冬、夏季风大且早晚温差大和夏季多暴雨对面板施工不利的时段，选定10～11月进行面板混凝土浇筑。施工时段控制在早晨10点以前下午5点以后和晚间的最佳区间进行，此区间的环境温度在20℃左右。
（2）面板混凝土生产、运输、浇筑的质量控制
原材料配料准确与否是面板裂缝控制的又一重要环节。在混凝土生产时，对拌和系统的配料机称量装置进行校准，对外加剂准确称量，保证生产出的混凝土质量稳定。并要求拌合均匀，使面板有较高的延伸性，以提高抗裂性能。www.tmgc8.com
该工程将拌和站设置在右岸坝肩处，运输距离在150m以内，使生产的混凝土在最短的时间内入仓浇筑。
入仓混凝土及时振捣，使混凝土密实并紧贴垫层。铺料间隙符合规范要求，以免造成施工冷缝而留下产生裂缝隐患。滑模每次滑升30cm，间隔时间25～30min，平均滑升速度为1.2～1.5m/h，最大滑升速度2.7m/h。
在以上施工控制的环节中，钢筋、模板、止水施工质量控制也很重要，施工时严格按照规范要求进行操作。
3.6新浇面板混凝土裂缝的控制
面板的早期养护，对防止裂缝尤为重要。养护好的混凝土面板，除强度增长较快外，还可降低因干缩产生裂缝的程度。
在混凝土浇筑二次抹面完成后，立即覆盖0.5mm厚塑料薄膜，覆盖应严密，接缝处用封口机搭接，垂直缝处采用方木压实，防止水分蒸发。待混凝土终凝后覆盖400g土工布进行保温。同时在面板上部布置洒水花管进行自流水养护，达到保温、保湿效果。侧模板拆除后，及时在垂直缝涂刷乳化沥青，覆盖保温材料。
在浇筑II序块时，I序块已有的表面养护材料应随揭随盖，混凝土面暴露长度不大于2m，确保I序块养护效果。尽可能养护至水库蓄水。
4裂缝的修补措施
依据国内外文献资料和我局面板施工的经验，认为≤0.2mm的细缝不会对面板耐久性产生不利影响，经过一定时间部分裂缝也可自愈，故对其不进行处理。宽度＞0.2mm的裂缝进行修补处理，借鉴其它工程面板裂缝修补的成功经验，采用化学灌浆封闭方法处理。
化学灌浆采用华东院研制的HW和LW两种水溶性聚氨酯材料，其特点是遇水立即发生聚合反应，聚合后的固结体有良好的延伸性、弹性和抗渗性，固结体在水中浸泡后对人体无害，对水质无污染，对混凝土和钢筋无腐蚀；而且，HW和LW两种材料各有特性，LW固结体为弹性体，可遇水膨胀，具有弹性止水和以水止水的双重功能，适用于变形缝的防水处理，HW固结体有较高的力学性能，适用于砼或基础的补强加固处理。
施工方法：
（1）清面：沿裂缝用铲刀铲除混凝土表面析出物、灰尘，用钢丝刷或电动打磨光机打磨，使表面洁净。宽度为裂缝两边各2～3cm。
（2）钻孔和埋设注浆管：沿裂缝一侧10cm位置，用冲击钻沿缝间隔30cm打斜孔，倾角45～60°，孔径16mm，深25cm,使其穿过裂缝，并用风冲洗干净。灌浆塑料管直径10mm,用棉纱将灌浆塑料管包紧，并浸透HW浆液，带浆液滴净后插入孔内6cm,外露长度10～15cm，并将棉纱塞紧。
（3）灌浆：采用手压灌浆泵，灌浆压力0.3～0.5Mpa，灌浆顺序由上而下，由深而浅。当邻孔出现纯浆液后，将灌浆管用铁丝扎紧，继续灌浆，所有邻孔都出浆后，继续维持0.3Mpa压力灌浆3min停止。
（3）试压：灌浆结束24h后做压水试验，以了解吃浆量、灌浆压力及各孔之间的串通情况，同时检验止封效果。
5结语
堆石坝的混凝土面板裂缝是普遍存在的，虽然裂缝宽度超过规范限值仅是少数工程的个别板块，但仍需引起足够的重视。防止裂缝是混凝土面板施工的一个关键技术问题，只要从设计、施工及养护等各个环节严格控制，面板裂缝是可以避免的，或者可将其程度降低。多儿水电站安全鉴定验收观测资料分析结论：面板无危害性裂缝。说明各个施工环节的质量控制是有效的。
参考文献：1.《混凝土面板坝工程》,蒋国澄傅志安凤家骥主编
2.《多儿水电站混凝土面板坝施工技术要求》
3.《混凝土面板堆石坝施工规范》DL/T5128-2001
