桃山水库大坝混凝土面板裂缝分布特点分析

王克国，李春杨

(黑龙江省桃山水库管理处，黑龙江七台河154600)

桃山水库位于黑龙江省七台河市内，一期工程于1990年8月末竣工，是一座以防洪、城市供水为主，兼顾灌溉、养鱼等大型综合性水利枢纽工程。水库位于松花江支流倭肯河中上游，集水面积2 043 km2，多年平均径流量2.86亿m3，多年平均降水量500～550 mm，多年平均径流深100～150 mm，水库工程Ⅱ等Ⅱ级，按100 a一遇洪水设计，2000 a一遇洪水校核，校核总库容为2.64亿m3，兴利总库容为0.98亿m3，死库容为0.18亿m3，净调节水量为0.83亿m3。水库由主坝、副坝、溢流坝和输水洞组成，主坝为黏土心墙土石坝，副坝为均质土坝，上游坝坡面为混凝土面板。

1 桃山水库混凝土面板工程特点及其类型

倭肯河流域属于中温带大陆性季风气候区，多年平均降水量在500～550 mm，降雨主要集中在汛期7～9月份，占全年降水的70%左右。多年平均气温3.4℃左右;气温最高为7月份，平均气温为22℃左右，极端最高气温35℃;1月份最冷，平均气温为零下18℃左右，极端最低气温在－35℃。无霜期120 d，最大冻土深为2.0 m，多年平均水面蒸发量674 mm。混凝土面板产生裂缝的原因是多方面的，主要有结构设计、地基沉降、施工质量、环境等因素。这些裂缝可以采用灌缝方法修补，使其恢复整体性和使用功能。但应是静止的裂缝，即其开展已基本稳定的。对于结构承载力不足引起的裂缝应采取相应加固措施后才能填缝。根据其特点裂缝分为6种类型:

1)干缩裂缝，由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。

2)塑性收缩裂缝，混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。

3)沉陷裂缝，不均匀沉降所致:或因模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致。

4)温度裂缝，温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。

5)化学反应引起的裂缝，矿骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝等。

6)施工过程中引起的裂缝。

2 大坝混凝土面板裂缝处理标准

混凝土面板裂缝处理标准:①缝宽≤0.25 mm的裂缝为微细裂缝，虽然不会产生大量渗漏，但对面板的耐久性有较大危害，因裂缝细微灌浆的可灌性较差，故对其只进行表面封闭处理。②缝宽＞0.25 mm的裂缝为规模较大的裂缝，如不及时处理，将引起库水或雨雪水从裂缝中渗入，导致面板中的钢筋锈蚀加剧，加快混凝土表面的碳化，降低面板的耐久性与使用寿命，甚至危及工程的安全。采用灌浆处理可对微细混凝土裂缝进行充填，达到防渗补强的目的。

3 大坝混凝土面板裂缝几种处理材料

3.1 环氧增厚涂料

环氧增厚涂料是一种性能优越的保护涂料，适用于混凝土裂缝处理。具有以下特点:①施工方法简便，不需繁杂配制，只需将两组份按比例混合均匀即可涂刷;②固份含量高，减少了普通溶剂型涂料中大量溶剂或稀释剂的挥发引起的对人体和施工环境的污染;③与混凝土黏结强度高;④抗渗、抗拉、抗冲、抗弯等多种性能突出，耐久性好。

3.2 化学材料灌浆

采用环氧灌浆材料，是一种具有较高黏结强度及防渗特性的改性环氧化学灌浆材料，主要用于补强及防渗。这种材料黏度低，可灌性好，可渗入0.2 mm混凝土裂缝和微细岩体内，与国内外的同类材料相比，其早期发热量低、无毒性、施工操作方便，是较理想的混凝土补强加固材料。

4 面板裂缝处理的几种施工工艺方法

4.1 缝宽≤0.25 mm裂缝处理的施工工艺

基面处理涂刷，一面涂刷环氧增厚涂料:①基面处理。对裂缝两侧混凝土表面用打磨机磨刷，并用钢丝刷进行清理，处理宽度为两侧各150 mm，并用水对裂缝表面进行清洗，要求冲洗后的表面无浮尘、无杂质。②涂刷双组份聚硫。基面要保持干燥，对于潮湿表面可采用喷灯将基底表面烘干。待混凝土表面干燥后，涂刷聚硫一遍，涂刷宽度为两侧各150 mm，即不能漏刷，又不能涂刷过厚。③涂刷低黏度环氧。待聚硫固化后涂刷低黏度环氧，要求渗入混凝土表面，与混凝土表面充分黏结。④涂刷环氧增厚涂料。用环氧增厚涂料在清洗过的裂缝两侧各150 mm范围内涂刷缝面2遍，要求涂刷厚而均匀。整道工序完成后，涂层厚度1 mm左右。

4.2 缝宽＞0.25 mm裂缝处理施工工艺

缝宽＞0.25裂缝处理的施工工艺为:基面清理——埋设灌浆盒——封缝——灌注水溶性聚氨酯——表面封闭。具体为:①基面处理。与缝宽≤0.25 mm方式相同，采取表面封闭。②埋设灌浆盒。待混凝土表面干燥后，间隔500 mm左右黏贴灌浆盒，将环氧增厚涂料涂在灌浆盒的底座底面，黏贴到裂缝混凝土表面，再用环氧增厚涂料涂刷整条缝面2遍，涂刷时要求均匀不漏刷。③封缝。用钢丝刷清理缝面，在缝面及灌浆盒周围均匀地涂刷，并用环氧增厚涂料进行封堵，以保证灌浆时不漏浆。④灌浆。灌浆前先压注丙酮，试验压力控制在0.3 MPa以内，以检查、了解裂缝的通畅情况和确定吃浆量。配置浆液体积比:LW∶HW=30∶70，根据缝隙大小适量加人稀释剂，加固化剂，加催化剂，按次序加入后分别搅匀。灌浆:水平缝按顺序逐个灌浆，坡面斜缝自下而上灌浆，灌注浆液从第1个灌浆盒开始，当浆液连续从裂缝处或相邻盒位冒出时，立即停止转入第2个灌浆盒继续灌注，依次向前进行。灌浆压力0.5 MPa，3 min不进浆即可结束灌浆。为使裂缝完全被浆液灌满，浆液在裂缝处未完全愈合的应进行第2次注浆，第2次注浆与第1次注浆应有一定的时间间隔，但必须在浆液凝固前完成。⑤表面封闭。浆液完全固化后拆除灌浆盒，然后进行表面封闭。

综上所述，水库大坝混凝土面板是大坝关键部分之一，直接影响大坝主体的安全运行，所以面板裂缝的控制是尤其重要。混凝土裂缝是水利工程中的常见病和多发病，随着混凝土技术的发展，防裂措施的方法也越来越多。实践证明，上述方法通过桃山水库项目参建各方的检查和验证，一致认为裂缝处理符合设计要求，达到了预期目的，并且运行至今无后期变化，说明方法很成功。

［1］黑龙江省水利水电勘测设计研究院.黑龙江省桃山水库二期工程初步设计［R］.哈尔滨:黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2006.

［2］肖翔.病险水工程裂缝修补技术［M］.北京:中国水利水电出版社，2009.