摘要：面板墊層設(shè)計(jì)考慮不周，混凝土原材料選擇及配合比設(shè)計(jì)不合理以及施工控制不當(dāng)?shù)纫蛩鼐鶗?huì)降低面板的抗裂性能。本文通過對(duì)混凝土面板裂縫較少情況分析，論述了面板裂縫變化與合理的施工控制，并對(duì)裂縫封閉修補(bǔ)措施進(jìn)行了闡述。
　　關(guān)鍵詞：混凝土面板,裂縫,控制與修補(bǔ)
　　1工程概況
　　多兒水電站位于甘肅甘南迭部縣境內(nèi)的白龍江支流多兒河上，工程規(guī)模屬Ⅳ等小（Ⅰ）型工程。堆石壩最大壩高78.5m，混凝土面板為不等厚結(jié)構(gòu)，頂部厚度30cm，底部最大厚度為52cm，面板分塊寬度為12m和6m，共計(jì)14塊，垂直縫長932m，周邊縫長288m，面板最大單塊長度128m，表面積總計(jì)約1.0萬m2。面板混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C25W10F250，二級(jí)配，工程量4220m3。
　　2混凝土面板產(chǎn)生裂縫的原因
　　經(jīng)對(duì)本工程裂縫檢查，21塊趾板混凝土未出現(xiàn)裂縫；14塊混凝土面板上發(fā)現(xiàn)水平裂縫總計(jì)30條，其中≤0.2mm寬的裂縫2條，0.2mm～1.0mm寬的裂縫28條。現(xiàn)場(chǎng)分析：裂縫主要分部在整個(gè)面板中部應(yīng)力集中區(qū)域，是面板混凝土在硬化過程中溫度梯度過大以及干縮等產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過了面板的極限承受力則導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。
　　3混凝土面板裂縫施工控制
　　3.1支撐混凝土面板的堆石體質(zhì)量控制
　　混凝土面板是澆筑在坡度為1：1.4的墊層坡面上的薄板，為避免裂縫的產(chǎn)生或控制裂縫的發(fā)展，面板混凝土澆筑應(yīng)在堆石體完成施工期的沉降量以后進(jìn)行。本工程在堆石體施工時(shí)從壩料采運(yùn)、攤鋪、碾壓均按照設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范嚴(yán)控施工過程，在壩料級(jí)配選擇時(shí)，請(qǐng)堆石壩專家鳳家驥教授對(duì)墊層料和過渡料級(jí)配進(jìn)行了指導(dǎo)和論證，經(jīng)檢測(cè)各高程的各種填筑料填筑密度符合設(shè)計(jì)指標(biāo)，壩體填筑完成后，經(jīng)過三個(gè)月的沉降觀測(cè)，沉降趨于穩(wěn)定時(shí)的最大沉降量為0.15mm，開始進(jìn)行混凝土面板澆筑施工。采用擠壓式混凝土邊墻代替了原來的坡面碾壓施工，有效保證了墊層坡面的平整度。
　　3.2混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度
　　面板混凝土的強(qiáng)度等級(jí)的高低與抗拉強(qiáng)度及極限拉伸值呈正比例關(guān)系。因此，面板混凝土強(qiáng)度等級(jí)設(shè)計(jì)和配合比的選配尤為重要，強(qiáng)度宜高不宜低，本工程設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C25。
　　3.3混凝土原材料
　　混凝土面板除在設(shè)計(jì)上要合理配筋、分塊外，混凝土原材料的選擇則是面板裂縫控制的主要措施之一。因此，面板混凝土施工前在原材料選擇方面作了大量的對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行了合理的選定。
　　（1）外加劑：經(jīng)試驗(yàn)采用的減水劑為UNF-MA萘系高效減水劑，摻量0.65%-0.85%；該減水劑在水電站工程中廣泛采用，品質(zhì)優(yōu)良、性能穩(wěn)定。引氣劑采用改良型KDSF型引氣劑，摻量1.5/萬。
　　（2）水泥及粉煤灰：a.選用水化熱低的P.O42.5水泥，水泥物理力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果滿足技術(shù)要求。b.優(yōu)質(zhì)粉煤灰摻入砼中能減少水泥的需水量，除使砼面板抗?jié)B性能大幅度提高外，還可減少干縮，從而提高抗裂性能。本工程采用二級(jí)粉煤灰，摻量為20％。
　　（3）粗細(xì)骨料：由于面板所具有的特殊性，粗細(xì)骨料除應(yīng)滿足規(guī)范要求外，還有一些特殊要求。應(yīng)盡量采用熱膨脹系數(shù)小的人工骨料或天然骨料，使因溫度變化而引起的拉應(yīng)力盡量小。砂子的細(xì)度模數(shù)控制在3±0.2以內(nèi)。
　　試驗(yàn)采用的粗骨料為工地碎石場(chǎng)生產(chǎn)的人工骨料，其物理性能檢測(cè)結(jié)果見表1。
　　表1粗骨料物理性能檢測(cè)結(jié)果

                   
　（4）拌和用水：本工程混凝土生產(chǎn)用水為多兒河河水，屬飲用水。
　　3.4施工強(qiáng)度配合比選定
　　按照設(shè)計(jì)和施工工藝要求，混凝土拌和物各項(xiàng)物理、力學(xué)指標(biāo)滿足規(guī)范要求，配合比拌制試驗(yàn)歷時(shí)兩個(gè)月，確定出經(jīng)濟(jì)、合理的施工配合比見表2。
　　表2面板混凝土施工配合比

                       
　　　3.5面板施工
　　（1）面板施工時(shí)段的選擇
　　本工程屬北暖溫帶地區(qū)，多年平均氣溫7℃、降雨量595.9mm、蒸發(fā)量1461.7mm，主要集中在6月～9月。風(fēng)速年均為1.8m/s，歷年最大風(fēng)速21m/s。最大凍土深度75cm。
　　為避開冬、夏季風(fēng)大且早晚溫差大和夏季多暴雨對(duì)面板施工不利的時(shí)段，選定10～11月進(jìn)行面板混凝土澆筑。施工時(shí)段控制在早晨10點(diǎn)以前下午5點(diǎn)以后和晚間的最佳區(qū)間進(jìn)行，此區(qū)間的環(huán)境溫度在20℃左右。
　　（2）面板混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸、澆筑的質(zhì)量控制
　　原材料配料準(zhǔn)確與否是面板裂縫控制的又一重要環(huán)節(jié)。在混凝土生產(chǎn)時(shí)，對(duì)拌和系統(tǒng)的配料機(jī)稱量裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，對(duì)外加劑準(zhǔn)確稱量，保證生產(chǎn)出的混凝土質(zhì)量穩(wěn)定。并要求拌合均勻，使面板有較高的延伸性，以提高抗裂性能。
　　該工程將拌和站設(shè)置在右岸壩肩處，運(yùn)輸距離在150m以內(nèi)，使生產(chǎn)的混凝土在最短的時(shí)間內(nèi)入倉澆筑。
　　入倉混凝土及時(shí)振搗，使混凝土密實(shí)并緊貼墊層。鋪料間隙符合規(guī)范要求，以免造成施工冷縫而留下產(chǎn)生裂縫隱患。滑模每次滑升30cm，間隔時(shí)間25～30min，平均滑升速度為1.2～1.5m/h，最大滑升速度2.7m/h。
　　在以上施工控制的環(huán)節(jié)中，鋼筋、模板、止水施工質(zhì)量控制也很重要，施工時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行操作。
　　3.6新澆面板混凝土裂縫的控制
　　面板的早期養(yǎng)護(hù)，對(duì)防止裂縫尤為重要。養(yǎng)護(hù)好的混凝土面板，除強(qiáng)度增長較快外，還可降低因干縮產(chǎn)生裂縫的程度。
　　在混凝土澆筑二次抹面完成后，立即覆蓋0.5mm厚塑料薄膜，覆蓋應(yīng)嚴(yán)密，接縫處用封口機(jī)搭接，垂直縫處采用方木壓實(shí)，防止水分蒸發(fā)。待混凝土終凝后覆蓋400g土工布進(jìn)行保溫。同時(shí)在面板上部布置灑水花管進(jìn)行自流水養(yǎng)護(hù)，達(dá)到保溫、保濕效果。側(cè)模板拆除后，及時(shí)在垂直縫涂刷乳化瀝青，覆蓋保溫材料。
　　在澆筑II序塊時(shí)，I序塊已有的表面養(yǎng)護(hù)材料應(yīng)隨揭隨蓋，混凝土面暴露長度不大于2m，確保I序塊養(yǎng)護(hù)效果。盡可能養(yǎng)護(hù)至水庫蓄水。
　　4裂縫的修補(bǔ)措施
　　依據(jù)國內(nèi)外文獻(xiàn)資料和我局面板施工的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為≤0.2mm的細(xì)縫不會(huì)對(duì)面板耐久性產(chǎn)生不利影響，經(jīng)過一定時(shí)間部分裂縫也可自愈，故對(duì)其不進(jìn)行處理。寬度＞0.2mm的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)處理，借鑒其它工程面板裂縫修補(bǔ)的成功經(jīng)驗(yàn)，采用化學(xué)灌漿封閉方法處理。
　　化學(xué)灌漿采用華東院研制的HW和LW兩種水溶性聚氨酯材料，其特點(diǎn)是遇水立即發(fā)生聚合反應(yīng)，聚合后的固結(jié)體有良好的延伸性、彈性和抗?jié)B性，固結(jié)體在水中浸泡后對(duì)人體無害，對(duì)水質(zhì)無污染，對(duì)混凝土和鋼筋無腐蝕；而且，HW和LW兩種材料各有特性，LW固結(jié)體為彈性體，可遇水膨脹，具有彈性止水和以水止水的雙重功能，適用于變形縫的防水處理，HW固結(jié)體有較高的力學(xué)性能，適用于砼或基礎(chǔ)的補(bǔ)強(qiáng)加固處理。
　　施工方法：
　　（1）清面：沿裂縫用鏟刀鏟除混凝土表面析出物、灰塵，用鋼絲刷或電動(dòng)打磨光機(jī)打磨，使表面潔凈。寬度為裂縫兩邊各2～3cm。
　　（2）鉆孔和埋設(shè)注漿管：沿裂縫一側(cè)10cm位置，用沖擊鉆沿縫間隔30cm打斜孔，傾角45～60°，孔徑16mm，深25cm,使其穿過裂縫，并用風(fēng)沖洗干凈。灌漿塑料管直徑10mm,用棉紗將灌漿塑料管包緊，并浸透HW漿液，帶漿液滴凈后插入孔內(nèi)6cm,外露長度10～15cm，并將棉紗塞緊。
　　（3）灌漿：采用手壓灌漿泵，灌漿壓力0.3～0.5Mpa，灌漿順序由上而下，由深而淺。當(dāng)鄰孔出現(xiàn)純漿液后，將灌漿管用鐵絲扎緊，繼續(xù)灌漿，所有鄰孔都出漿后，繼續(xù)維持0.3Mpa壓力灌漿3min停止。
　　（3）試壓：灌漿結(jié)束24h后做壓水試驗(yàn)，以了解吃漿量、灌漿壓力及各孔之間的串通情況，同時(shí)檢驗(yàn)止封效果。
　　5結(jié)語
　　堆石壩的混凝土面板裂縫是普遍存在的，雖然裂縫寬度超過規(guī)范限值僅是少數(shù)工程的個(gè)別板塊，但仍需引起足夠的重視。防止裂縫是混凝土面板施工的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題，只要從設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制，面板裂縫是可以避免的，或者可將其程度降低。多兒水電站安全鑒定驗(yàn)收觀測(cè)資料分析結(jié)論：面板無危害性裂縫。說明各個(gè)施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制是有效的。
　　
　　參考文獻(xiàn)：1.《混凝土面板壩工程》,蔣國澄傅志安鳳家驥主編
　　2.《多兒水電站混凝土面板壩施工技術(shù)要求》
　　3.《混凝土面板堆石壩施工規(guī)范》DL/T5128-2001