蔺河口碾压混凝土拱坝水平层间缝的综合处理.doc

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1、蔺河口碾压混凝土拱坝水平层间缝的综合处理陈观福周建平赵全胜（中国水电工程顾问集团公司，北京，100011）摘要：蔺河口水电站于2004年5月投产，其挡水为碾压混凝土双曲拱坝，最大坝高96.5m，在施工过程中出现了一条大面积的水平裂缝，并进行了成功的处理。本文首先简要介绍了水平层间裂缝的发现、发展过程，初步探讨分析了该裂缝的成因；重点介绍了为满足坝体安全运行需要、恢复坝体整体结构及防渗功能为目的施工措施，即采取对上、下游面的水平裂缝进行了以化学灌浆、表面嵌缝封堵为主，锚筋桩加固为辅的综合处理方案。经过压水检查、坝体临时挡水、初期蓄水和发电运行等检验初步表明，裂

2、缝的综合处理效果明显，保证了坝体的运行安全，从而为其他碾压混凝土坝的施工及类似裂缝的处理提供了有价值的参考。关键词：碾压混凝土拱坝，裂缝处理，化学灌浆，锚筋桩，SR塑性填料1概述陕西蔺河口水电站位于位于陕西省岚皋县境内，电站总装机72MW，大坝枢纽工程为碾压混凝土双曲拱坝，最大坝高96.5m，坝底宽度为27.2m，坝顶高程515m，坝顶弧长为311m。大坝碾压混凝土于2001年12月23日开始施工，采用通仓、薄层碾压（摊铺厚度34cm，碾压厚度30cm）、连续上升法浇筑，至2003年6月25日完成全部碾压混凝土浇筑并于同年10月27日下闸蓄水。2004年5月

3、1日该电站开始发电。2002年8月，在大坝右拱圈侧455.1m高程坝面上发现一条水平裂缝，经压水试验与取芯检查，表明水平裂缝位于大坝第11碾压升层（EL452.7m~EL455.7m）的第8、9碾压层面之间，上下游坝面裂缝在压水检查时存在连通现象，可以初步判断该裂缝为水平贯穿性层间裂缝。经参建各方的检查研究并听取有关专家的咨询意见后，先后两次对该层面水平裂缝进行了以化学灌浆和坝上游面嵌缝防渗封堵为主，锚筋桩加固为辅的综合处理。 该裂缝经过处理后，压水检查成果、坝体初期蓄水和一年来的发电运行检验表明综合处理效果明显，从而保证了坝体的运行安全，同时也为其他碾压混

4、凝土坝的施工及类似裂缝的处理提供了有价值的参考。2水平缝的发展过程及其成因探讨2.1水平缝的发展过程2002年8月8日发现大坝右拱圈侧上游面有一条水平裂缝（可能在此之前已出现，但未及时发现），对现场查看，发现下游面相应高程也有水平裂缝，水平裂缝缝的表面有氢氧化钙溶出物。经测量，上游面裂缝平均高程EL455.1m，下游面裂缝平均高程EL455.26m。2002年8月16日进行压水试验，裂缝渗水情况表明：上、下游坝面的水平裂缝均出现渗水，局部还有小股纤细水流喷射；此时，大坝上游坝面水平裂缝长约40m，下游坝面水平裂缝长约20m，最大裂缝宽度小于0.3mm。第一次

5、裂缝化灌处理后，2002年10月21日发现水平裂缝局部仍有渗水现象，并且在进一步向拱冠方向扩展，第一次化灌未能取得预期的效果。2002年11月20日开始第二次裂缝处理，在钻孔施工过程中，尤其是在对化灌孔进行压风赶水时，裂缝进一步向拱冠方向发展。经测量，上游面EL455.1m水平裂缝从右坝肩延伸至距拱冠（4#诱导缝）19.95m处（如图1所示），下游面EL455.26m水平裂缝从右坝肩延伸至距拱冠28.6m处，裂缝面积约1000m2，这样大面积的水平裂缝在国内外碾压混凝土工程中都是罕见的，处理难度相对大。图1蔺河口碾压混凝土坝的上游面视图2.2水平层间裂缝成因

6、初探根据施工单位试验室和业主试验室的检测结果及监理工程师旁站记录，从原材料到现场施工质量、碾压混凝土物理力学指标以及取芯查结果表明，第11升层的RCC本体质量与其它升层并无显著性差异，且能满足设计要求。同时，第8、9碾压层的层间间隔时间也满足施工规范（DL/T5112-2000）要求。根据现场施工记录，从2002年5月6日至10日，在浇筑第11升层的碾压混凝土时，埋设的PVC冷却水管曾多次出现漏水情况（现场PVC冷却水管接头为套管连接并用铅丝绑扎，未采用硫化热粘接），2002年8月30日才将El.461.0m以下的冷却水管用砂浆将其封堵。从2002年5月5日

7、至8月30日之间，大部分时间用冷却水对混凝土进行冷却，进水温度约为6~9℃，但2002年5月10日至25日采用河水冷却，当时的水温为15~24℃。由于冷却水的高位水池在530m高程，到裂缝层面EL455.1m处有75m左右的水头，水头差大，水力劈裂作用大。另外，由于刚摊铺碾压完后即对混凝土进行冷却，冷却水的冷激引起的温差也将在碾压混凝土内部产生拉应力，例如，在2002年6月，冷却水的进水温度为6~9℃，出水温度为10~18℃，当时混凝土的温度为30℃，冷却引起的温降为4~9℃。但刚摊铺碾压的混凝土强度很低，若通水时间过早，发生漏水，冷却水将沿水平碾压层面，将

8、层面的胶凝材料稀释、带走，严重影响层面的结合质量，从