浅谈拱坝裂缝成因及其防治措施

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1、浅谈拱坝裂缝成因及其防治措施作者：***【摘要】拱坝以其独有的超载能力及自调节性，在世界各国得到了很大的发展。拱坝具冇显著的经济性和安全性，但由于其结构设计和施工工艺都较复杂。设计和施工稍有不慎，就会对大坝的安全稳定产生影响。在众多影响因素中，坝体的开裂在实际工程中是一个较为普遍的现象，而裂缝的存在会影响坝体的强度和耐久性，对结构产生有害的影响，有的甚至引起严重的渗漏，导致工程不能正常使用，影响工程寿命和经济效益的发挥。基于这种情况，彻底理解混凝土大坝产生裂缝的成因，并在设计和施工中采取适当措施，有效预防和防止拱坝裂缝显得尤为重要。【关键词】拱坝；裂缝成因；防治措施；温控拱坝以其独

2、有的超载能力及口调节性，在世界各国得到了很大的发展。早在1936年，美国建成了当时世界上最高拱坝胡佛(Hoover)坝(坝高221m,坝顶长372m),被认为是高拱坝的先驱。实践表明，拱坝越高，坝的经济性和安全性越显著。1957〜1960年间意大利修建的高261m的拱坝瓦依昂(Va-jont)坝，在水库山体塌滑冰库涌浪超越坝顶超过100m的情况下，坝体仍然完好。可见，拱坝确为一种经济且有很大超载能力的坝型。根据国际大坝委员会的统计资料，全世界已建的约1600座拱坝中,溃坝失事的仅2座,事故率仅为0.125%。由于这种良好的安全记录，本世纪以来，随着筑坝经验的不断积累和科学技术水平的

3、提高，也可以在具有复杂地质条件和宽U型河谷上修建高的拱坝。尽管拱坝具有优越的超载能力和良好的安全记录，然而实践证明混凝土拱坝的开裂现象儿乎和拱坝的历史一样久远。早在1898年末,澳大利亚的泰姆瓦斯(Tamm-warth)坝就因夏季干枯无水、冬季遇冷收缩而开裂。另外奥地利科恩布赖茵(Klnbrein)拱坝以及俄罗斯的萨扬舒申斯克拱坝的开裂带来的破坏事故也引起了坝工界的极大关注，并展开了广泛的讨论，从而对拱坝的坝体开裂有了新的认识。经过广泛的阅读，以及通过对国内外一些拱坝开裂事故的研究分析,归纳总结了可能导致拱坝开裂的因素有如下儿点1.基础处理不当引起裂缝良好的拱坝坝基应岩体完整均一、

4、透水性小,并具有足够的抗变形和承载能力。但是,由于受到地质构造和自然环境等的影响，很多拱坝都难以完全满足上述要求。而地基的破坏一般多发生在局部地质不良范围内,如软弱夹层、断层和裂隙发育带等;由于坝基因素而导致坝体混凝土开裂的原因有：(1)设计时对拱坝基岩的刚度引起后杲认识不够。因地基刚度过大(基岩的弹模相对于混凝土的弹模),在坝踵和坝趾附近引起较大的垂直拉应力，导致坝踵和坝趾附近的坝体或基岩岀现裂缝;在渗透水压力的作用下促使裂缝随库水位变化而发展，导致灌浆帷幕被穿透破坏而严重漏水。双曲拱坝竖向弯曲的更易发生这种破坏。(1)勘测、设计和施工中未能及时发现坝基内的断层或软弱破碎带，或虽

5、发现而处理不当;水库蓄水后,由于受地地下渗水的冲蚀或受到洪水漫流冲刷导致坝座岩体坍滑破坏，如美国莫伊埃拱坝和拉尼尔湖(LakeLanier)拱坝。(2)坝基不均匀沉陷，致使浅层岩体开裂或坝蹿开裂。大坝基础岩石节理裂隙发育，节理裂隙产状不规律、性状不一，矿物成分变化较大，相邻节理裂隙的动弹模数有差异，受荷后基础的变形不协调；由于受地质缺陷处理影响，造成垫层混凝土厚度不均，致使混凝土产牛温度收缩不均匀，使基础垫层混凝土产生不规则裂缝，多数的裂缝走向、宽度、深度与基岩节理裂隙的特征参数基本吻合。1.湿度引起裂缝雅著江流域地处青藏高原东侧边缘地带，属川西高原气候区，主要受高空西风环流和西南

6、季风影响,干、湿季分明。每年11月至次年4月为干季，日照多、湿度小、日温差大，降水很少，只占全年的5%~10%；5〜10月为雨季，湿润、湿度较大、日照少、日温差较小，降雨集中，雨呈约占全年雨量的90%〜95%。雨季恰逢大坝泄洪期间，坝下游面长期处于雨淋状态，而干季空气持续干燥，蒸发量大，大坝下游面表层混凝土缩水严重，对混凝土抗裂非常不利。3•地震引起裂缝水工建筑物，特别是水坝在遭受强烈地震后，如一旦毁坏，不仅使工程本身蒙受重大损失，而且会引起严重的次生灾害。近年来,各国在地震区修建的高拱坝逐渐增多，就100m以上的高坝统计，修建在地震区的比例在逐年上升。即使是修建在非地震区或弱地震

7、区的水库，也有可能因库水诱发“水库地震”[7]。虽然混凝土拱坝遭受震害的实例较少，还未有直接因地恁作用而溃坝的，但地震对坝座岩体和附属建筑物(如进水塔、隧洞、泄洪道等)，也有造成破坏的实例,应值得注意。4.施工质量控制不严引起裂缝引起裂缝的原因是多方面的，但施工质量控制不严是引起混凝土裂缝的重要原因之一。5.混凝土膨胀引起裂缝混凝土膨胀主要是因为膨胀性凝胶体形成时所引起的材料片状分离或裂缝张开而引发产生的。水泥胶结材料仅在骨料颗粒的接触处，因碱性物质穿过凝胶体的扩散或