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1、摘 要 本文介绍了普定电站碾压混凝土拱坝裂缝分布情况及其成因，并通过对裂 缝进行化学灌浆处理的工程实例，对碾压混凝土坝施工及运行管理提出建议。关键词 碾压混凝土 裂缝成因 化学灌浆1概述普定水电站位于贵州中西部乌江支流三岔河上游，距贵阳市130km,安顺 28km,于1995年5月正式建成投产，系三岔河龙头水电站。坝址以上控制流域 面积5871km2,流域地处亚热带季风区，多年平均气温14.7C,年平均水温16.5C。电站装机3X25MW,库容4.20亿n?,具不完全年调节性能。正常蓄水位 1145.0m,死水位1126.00m,大坝为碾压混凝土双曲拱坝，最大坝高75m,坝顶 高程1150.0
2、m,坝顶厚6.3m,坝底厚28.2m,坝顶中心弧长195.671m。碾压混凝土施工工期为1992年1月23日至1993年5月30H,分两个阶段共十 三个升层，利用两个枯水季节碾压完毕。2裂缝概况为摸清水位变动区及以上部位的裂缝情况，1998年3月运行管理单位降低库 水位至1129.0m对大坝坝顶、上下游面及溢流面进行全面检查，发现坝体存在49 条裂缝，其中，40条位于常态混凝土部位（坝顶27条、溢流面12条、1#溢洪道右 导墙上1条），9条裂缝位于碾压混凝土部位（其中拱端1121m高程以上2条裂缝为 贯穿性裂缝，其余均位于大坝下游面的表面裂缝），主耍裂缝发育情况见下表1。表1主要裂缝发育情况统
3、计表单位：m编号长度位置及桩号说明439左拱端：桩号：0+10.3下游面自1129.0m髙程向上延 伸，贯穿性裂缝，下游E 1137.0m 高程以下渗水。2110.5左坝段下游面11021109m程,桩号:0+25.50+32.61102m及1108m高程处渗水2265左坝段下游面11001106m高程,桩号：0+118.13114.3右下游面I131.8-1146.lm高程，桩号：0+154.8323.6右坝段下游面1143.51139.9m高程,桩号:0+157.7332.5右坝段下游面1141.0m高程,桩号：0+159.50+162.0水平裂缝3410右坝段下游面1143.5m高程，桩
4、号：0+154.80+164.8水平裂缝4514.7右拱端：桩号：0+163.6下游面自1142m高程向上延伸,贯穿性裂缝3裂缝成因分析在查阅了设计和施工部门所作的设计、施工复查以及质检资料和有关文献 的基础上，结合实际，笔者认为，普定大坝常态混凝土的部位（坝顶及溢流面， 坝顶部位常态混凝土作为碾压混凝土的保护层，厚50cm；溢流面采用常态混凝 土主要是解决水流冲刷问题）的裂缝主要发生在常态混凝土与碾压混凝土的交接 面以上。推定常态混凝土产生的裂缝均为浅表裂缝,由于施工分缝不当及散热的 不均匀性造成的，对大坝的安全运行基本无影响。碾压混凝土部位主要采用通仓逐层连续整体上升的浇筑方式，为防止裂缝
5、 的产生，在施工期也釆取了一系列的温控及防裂措施：如从原材料入手选择微膨 胀的普通硅酸盐水泥，控制混凝土入仓温度、设置诱导缝削减温度应力、外掺 MgO解决垫层混凝土的温控问题等措施，但由于混凝土散热条件差，坝块体积大, 基础约束范圉加大，温度应力复杂，理论计算的温度压力与实际不吻合等，从而 导致裂缝的产生。4裂缝监测由于裂缝多位于下游坝面，不便于设置监测设施，现场根据裂缝的发育情 况，用油漆沿裂缝两端涂抹至尖灭位置以作标记，作为裂缝首次现场目测的基准。 逐月人工量测裂缝发育长度，并监测主要的渗水裂缝的渗水量。从监测情况看，裂缝基本无发展，由于未设置测缝计，其开度未监测。根 据检查结果，运行管理
6、单位于1999年3月对普定大坝裂缝开始进行观测，观测 频次为每月一次，并根据其发展和渗漏情况将4#、21#、45#裂缝列为观测重点。观测资料显示：45#裂缝无渗漏和发展迹象。查阅有关资料，此裂缝在原施 工过程中即已产生且贯穿上下游面，当时已进行过处理；4#裂缝在观测初期水位 达1130m以上开始渗漏，但渗漏量较小，基本上表现为点渗漏，随着运行水位 的上升，逐渐由点渗漏变化为线渗漏，渗漏量逐渐增大，特别自2000年6月以来，经过长期的连续高水位运行，在2001年2月11 库水位达1143.98m时， 观测发现渗漏量明显增大，并在裂缝附近出现新的渗漏点；21#裂缝在1999年3 月至2000年12
7、月间，在水位高于1138m时，间断性地表现为渗浆或渗水，其 形式主要为点渗漏,渗漏区域主要分布在1101.0m1103.0m及110&0m高程附近。分析认为：4#、21#裂缝渗漏量逐渐增大，最大达2L/min,其贯穿性已较为 明显，对大坝的安全运行已构成了一定的影响。经分析论证，决定对其进行灌浆 处理。其余裂缝未观测到渗漏现象，无明显的发展变化趋势，基本判定为浅表层 裂缝，不进行处理。45#裂缝由于施工中发现及时，前期处理效果较好，拟不再 进行处理。5裂缝处理过程简述裂缝处理工程由贵阳勘测设计研 究院设计,贵州华天水利电力工程责任 有限公司施工。工程于2001年4月17 开工，2001年6月2
8、3 LI完成，总工 期68天。5.1主要施工材料（1）Hw水溶性聚氨脂化学灌浆 材料：主耍由环氧树脂、聚氨脂、丙酮 等材料配制而成,该材料具有良好的亲水性能，且具有粘度低、可灌性好、施 工工艺简便、有较高的力学性能、胶结 快等优点。项目指标粘度（厘泊）（25C）75 + 20比重1.1 Og / cm3凝胶时间几分几十分内可调粘结强度（潮湿表面）2.4MPa抗拉强度7.8MPa抗压强度19.8MPa抗渗性能wl5遇水膨胀倍数24 %其主要性能指标如下表2：表2水溶性聚氨脂物理力学指标（2）环氧砂浆：裂缝表层键槽涂填封堵所使用的环氧砂浆由环氧树脂、聚 脂氨、丙酮按重量比5： 2： 2的比例配制后
9、，加入水泥、细砂拌制而成，其中 环氧树脂和聚脂氨分别由岳阳石油化工总厂和江西省宜春市东浦经济开发区生 产，水泥采用贵州水泥厂生产的425#普通硅酸盐水泥，砂料选用梭筛产筛分后的青石细砂，丙酮作为稀释剂。（3）橡胶止水由江苏塑料制品厂生产，型号为260XIOmm2o5.2施工工序（1）封堵表面裂缝：先在上下游沿表面凿8cm深，29cm宽的键槽，键槽 表面涂2cm厚的环氧砂浆，并贴上槊料止水片，再用膨胀螺栓固定，最后用环 氧砂浆填平键槽。（2）钻孔灌浆处理：根据设计要求，在坝体上下游表面穿过裂缝为准，钻 孔穿裂缝的位置按距坝表面约0.3倍坝厚控制，在特殊地带的灌浆孔，以控制裂 缝与钻孔相交点来确定
10、坝体表面孔位。（3）灌浆施工：灌浆材料采用（高强度聚胺脂）化学材料；灌浆循序从下 至上，同一高程左右两侧孔同时进行；灌浆设备使用3WT-4型踏板式喷雾器， 其工作压力为0.8l.OMpa,流量为37L/min,灌浆压力4#裂缝为0.3 Mpa, 21# 裂缝为0.4 Mpa；结束标准为在最大压力下当注入量W0.12L/min时，延续灌注 30分钟即可结束。5.3处理效果检查经化学灌浆处理，两条渗水裂缝渗水现彖基本消失。键槽封闭混凝土与坝 体结合良好。经后期运行检验，本次灌浆处理解决了该两裂缝渗水问题，灌区亦 未灌材析出等现象。处理达到了预期效果。6结语碾压混凝土较普通混凝土施工有其自身的许多优势，大体积混凝土由于施工 期温控不当是混凝土产生裂缝的上要原因，采取添加外加剂或改进施工工艺从而 改善散热环境降低水化热是可行的。施工期混凝土的温控和应力监测以及运行期 大坝变形监测必不可少。化学灌浆及其材料的微膨胀性可以解决大体积混凝土深 层贯穿性裂缝问题，但化学材料制品的耐久性及其对混凝土应力等的影响值得研 究。参考文献：1贵阳设计院：普定电站大坝定期安全检查设计复查报告2中国水电八局：普定电站大坝定期安全检查施工复查报告3陈宗卿普定水电站磔压混凝土拱坝设计及施丁介绍4水利电力出版社水利工程施工
