德泽水库大坝面板裂缝产生原因与防控措施

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1、德泽水库大坝面板裂缝产生原因与防控措施　　1工程概况　　德泽水库大坝为面板堆石坝，坝顶高程1796.30m，最大坝高142m，坝顶长386.9m，顶宽12.0m。大坝上游坝坡坡比1∶1.4，下游坡采用上缓下陡布置，1796.3～1766.3m坝坡为1∶1.6；1766.3～1713.3m坝坡为1∶1.5；1713.3m以下坝坡均为1∶1.45，并在1766.3m和1713.3m高程处分别设3m宽马道。大坝地震设计烈度为9°。混凝土面板总面积54716m2，单块最大长235m。面板设纵缝分块，河床段每块

2、宽12m，共17块，两岸边块宽8m，共24块。分两期施工，一期面板浇筑至1725m，二期面板浇筑至1793.5m。　　2裂缝产生原因　　混凝土面板与其他混凝土结构一样，在硬化过程和硬化后都会因混凝土干缩、温度变化及地基沉降等产生不同程度的裂缝。而混凝土面板的结构型式、边界条件等比其他混凝土结构存在有较大的差异，这种差异使面板裂缝受混凝土干缩、温度变化及地基沉降的影响更大。　　由于混凝土面板本身及外在环境的复杂性，这两种裂缝的存在成为面板固有的特性，对面板危害很大，同时危及大坝安全，应针对不同的裂缝成因，采取相

3、应的技术措施，力求最大限度地减少或避免裂缝发生。　　3裂缝防控措施　　3.1精心设计　　混凝土面板是面板坝防渗的主体结构，位于坝体的上游表面，根据应力应变分析表明，面板大部分区域为受压区，受拉区分布在周边缝处和面板顶部较小区域。面板厚度顶部采用0.3m，河床底部厚0.8m，中间按直线变化。　　为限制裂缝的发生或扩展，设计采取以下措施：　　1）根据坝址地形地貌及地质条件，合理分缝分块，改善面板的应力状态，将面板垂直分成41块。受拉区面板宽8m，其余部位面板宽12m。为避免面板间缝由于硬接触使得面板混凝土受挤压破

4、坏的现象，在缝间填充5mm的高密缓冲隔板。　　面板单块最大长度235m，为改善面板的应力应变条件，在一期面板顶部1725m处设一条水平施工缝，浇筑二期面板混凝土之前，施工缝的缝面经凿毛处理，清理干净，缝面用水湿润，铺一薄层高强度砂浆，面板钢筋穿过缝面。　　因挤压边墙后堆石体的沉降变形，已浇筑面板与挤压边墙表层间或多或少均存在脱空现象，为减小面板的变形开裂，在一、二面板顶部均采用采用低标号、低压缩性的水泥、粉煤灰。水泥∶粉煤灰=1∶4，灌注密实，2期共灌注水泥46.2t，粉煤灰184.8t。　　2）面板混凝土的

5、抗拉强度及极限拉伸值的大小对面板抗裂性能影响较大，而混凝土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，面板混凝土抗压强度等级为C30，极限拉伸不小于110-4。　　3）面板近缝部位全面设置加强筋，在靠周边缝、垂直缝范围及面板分期施工缝附近布置双层钢筋，以抵抗这些部位可能产生的不均匀变形；根据审查意见，1B料顶高程1700m以上表层设温度限裂筋。　　4）将面板下伏的支撑面挤压边墙与垂直缝对应部位切槽、挤压边墙表面喷涂乳化沥青、割断面板钢筋架立筋等措施减弱挤压边墙对面板的约束。　　3.2原材料优选　　

6、1）水泥　　参照国内外已建面板坝的成功经验及配合比试验，采用云南省宣威宇恒水泥有限公司生产的P.O42.5级中热普通硅酸盐水泥，即3d水化热219J/g，7d水化热285J/g。为保证水泥性能的稳定性，根据每期用量，对生产厂家提出中热及少批次指标，适当提前专窑集中生产专库储存，每库不少于2500t，专门供面板使用。　　2）粉煤灰　　采用云南省宣威共创实业粉煤灰公司生产的Ⅰ级F类粉煤灰。优质粉煤灰中含有大量微珠颗粒，掺入混凝土中能减少水泥的需水量，能降低混凝土的弹性模量，降低水化热，提高混凝土后期极限拉伸值。　

7、　该工程掺加20％的优质Ⅰ级F类粉煤灰以替代部分水泥，既节约了水泥，又提高了面板的抗渗性，从而提高了抗裂性能。　　3）粗细骨料　　为减少面板混凝土因温度和干缩产生的拉应力，提高其抗裂性，采用热膨胀系数小的灰岩生产骨料，使因温度变化而引起的拉应力和拉应变尽量的小。为降低石粉含量，砂全部采用水洗砂，细度模数FM=2.5～3.0。粗骨料采用二级配，小石∶中石=45∶55，以提高混凝土的抗分离能力。　　4）外加剂　　采用云南山峰工贸有限公司生产的SFK引气剂和SFG缓凝减水剂，根据GB8076-2008标准，外加剂所

8、检项目符合标准规定的要求，均具备提高混凝土工作性的功能。　　5）聚丙烯纤维　　混凝土中掺适量的纤维，能很好地抑制混凝土早期塑性收缩，有一定的阻裂、增韧能力。由于混凝土中微裂缝的存在是其本身固有的一种物理性质，宏观裂缝是微观裂缝扩展的结果，掺用聚丙烯纤维是从源头控制微观裂缝的生成。在一二期面板混凝土中均采用江苏射阳丝鼎纤维制造有限公司生产的聚丙烯纤维（单丝型），该纤维弹性模量较大，便于和混凝土协调变形