三峡工程大坝纵缝灌浆后张开对大坝结构性态影响的研究

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1、三峡大学学位论文独立完成与诚信声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明，本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名：I日期：三峡大学硕士学位论文1绪论1.1问题的提出三峡大坝为混凝土重力坝，轴线长度2309.5m，坝顶高程185m，最大坝高181m，泄洪坝段居河床中部，两侧

2、为厂房坝段和非溢流坝段，泄洪坝段和厂房坝段设置2条纵缝，非溢流坝段设置1条纵缝，纵缝缝面设置水平键槽，在坝体混凝土达到稳定温度后进行接缝灌浆。纵缝不同高程埋设了测缝计，便于接缝灌浆前对缝面开度进行检查，并在灌浆后监测纵缝缝面的开合度。在2003年三峡水库水位达到135m前，根据泄洪坝段、厂房坝段等典型坝段纵缝监测资料反映，纵缝缝面实测张开度大于灌浆时的张开度，表明纵缝灌浆后均存在不同程度的张开现象，其中以泄洪坝段纵缝灌浆后张开度最大。重力坝纵缝设置键槽和进行接缝灌浆的目的，是使大坝形成一个整体，弥补

3、因分缝造成对坝体的削弱[1][2]，大坝纵缝接缝灌浆后重新张开后，对大坝结构性态存在一定的影响。本文以三峡大坝泄洪坝段2、18号坝段为研究对象，寻找大坝纵缝灌浆后张开的规律，对纵缝灌浆后张开的原因进行分析，三峡水库蓄水前开始对纵缝张开问题进行研究，并通过对三峡水库135m、156m蓄水前后的计算成果与监测资料进行对比，研究纵缝张开对蓄水175m时大坝结构性态的影响。三峡工程是开发长江的关键性骨干工程，大坝安全性关系着长江中下游人民生命与财产的安全，三峡大坝纵缝灌浆后张开对大坝结构性态的影响，是制约三

4、峡水库能否按期蓄水至高程175m的关键因素之一，必须对纵缝灌浆后张开对大坝结构性态的影响进行研究，分析其影响程度，评价大坝运行安全性，确定是否需要进行处理，最终为三峡水库蓄水至175m水位提供依据。1.2国内外文献资料综述目前我国混凝土重力坝纵缝一般进行了灌浆，但灌浆后缝面再张开的现象较为普遍，经查阅国内外文献资料，对纵缝张开后对坝体的应力分析、坝体变形研究、计算假定、计算方法存在较大差异，对重力坝纵缝是否需要接缝灌浆，纵缝灌浆后重新张开对坝体整体性的影响也存在不同看法，现对国内外重力坝纵缝灌浆后张

5、开的相关文献资料进行综述。1.2.1纵缝灌浆后张开的工程实例经对国内外一些重力坝工程的实测资料的分析，一般认为对于已进行接缝灌浆的纵缝，灌浆水泥结石的强度远较坝体混凝土强度相对较低，其缝面不能承受大的拉应力，同时由于受水荷载及气温变化的影响，灌浆后的纵缝经常张开或闭合，因此灌浆后的纵缝并不能使坝体联为整体，这种现象最早是在美国的方坦那(FONTANA)坝观测到的[3]。在我国的新安江、龚嘴、潘家口、丹江口和湖南镇等大坝中也曾观测到这种1三峡大学硕士学位论文变化，据文献资料所载，部分

6、工程实例分列如下：丰满大坝，坝高91.7m，1942年蓄水。大坝分三条纵缝，通过挖槽挖洞检查发现，46％检查点结合不好，纵缝I开度1～2mm，纵缝Ⅱ开度1～3.5mm，最大达6.5～8.5mm，缝内有钙质析出物[4]。龚嘴大坝，最大坝高85.5m。纵缝灌浆时坝体温度普遍高于稳定温度，灌后张开，夏季开度大而冬季开度小，呈以年为周期的正弦曲线变化规律，变幅1mm。在坝体温度达到稳定温度后，于1978年进行了二次高压灌浆处理，但灌浆后纵缝仍有张开[5]。潘家口宽缝重力坝，最大坝高107.5m，1985年竣

7、工。纵缝灌后检查点开合度小于0.5mm占75％，开合度0.5～1.0mm占25％[6]。新安江宽缝重力坝，坝高105m，1965年竣工。坝体设两条纵缝，一条为铅直缝，一条为斜缝，均进行了接缝灌浆。运行5年后对纵缝进行凿槽检查，斜缝面贴紧的占70%，直缝面紧贴的约占33%，有40%缝面处于部分贴紧部分张开状态[6]。水口大坝，坝高101m，1993年投入运行。26个坝段设置了铅直纵缝，在顶部并缝，其中一个坝段纵缝未灌浆。未灌浆的坝段缝面最大张开度1.4mm，已灌浆的坝段缝面最大张开度3.4mm，观测资

8、料显示，坝体应力和缝面变化均符合规律[7]。一库坝（日本），坝高75m，纵缝接缝灌浆后普遍张开1mm左右[8]。1.2.2纵缝灌浆后张开的规律与成因文献中均认为纵缝在坝体达到稳定温度后进行接缝灌浆，以恢复其整体性，但实际上，由于水泥浆收缩，或充填水泥结石强度低，或气温变化等原因，纵缝灌浆后还是会被拉开，并且呈年周期变化。朱伯芳院士对重力坝纵缝研究具有一定代表性，认为纵缝灌浆后重新张开的主要原因是由温度变化引起的，坝体稳定温度进行纵缝灌浆后，由于表层准稳定温度场的变