积石峡水电站面板混凝土裂缝预防措施

许建军

（黄河上游水电开发有限责任公司，青海 西宁 81008)）

积石峡水电站面板混凝土裂缝预防措施

许建军

（黄河上游水电开发有限责任公司，青海 西宁 81008)）

积石峡水电站大坝采用混凝土面板堆石坝型式，施工过程中，通过前期配合比试验、施工过程工艺控制、施工后养护等全过程控制措施，有效预防了面板混凝土裂缝的发生。

高寒地区；面板混凝土；裂缝；预防措施

1 工程概况

积石峡水电站位于青海省循化县境内积石峡出口处，是黄河上游龙羊峡～青铜峡河段规划 25座水电站的第 11 座，该工程主要任务是发电。积石峡水库为日调节水库，正常蓄水位 1856m，最大坝高 100m，总库容 2.635 亿 m3，最大发电水头73m，总装机容量 1020MW，保证出力 332.3 MW，多年平均发电量 33.63 亿 kW·h。

大坝采用混凝土面板堆石坝型式，坝顶高程为 1861.0m，最大坝高 103m，面板混凝土，面板设计分块共计 36 块，其中分缝 6m 宽 16 块，12m宽 17 块，坝右三角块 5.86m，坝左三角块 5.58m和坝左高趾墙一块 4.47m，最大分缝长度 172.4 m，其中 12m 宽面板 2160m，6m 宽面板 1750 m。面板为不等厚结构，顶部厚 30cm，底部厚58.8cm。

2 面板混凝土配合比的研究

配合比的选择是混凝土裂缝预防的基础，为了做好该项工作，施工准备阶段业主多家科研单位同步开展了面板混凝土配合比试验研究工作。主要通过对混凝土各种掺配材料的优选及掺配比例的拟定、混凝土抗裂能力分析和混凝土配合比的 3d、7d 的不同抗裂指标进行分析，从而确定推荐配合比。

通过对推荐配合比进行多次现场试验，分析原材料、拌合物塌落度、含气量延时损失、抗裂及混凝土力学性能等多项指标，最终确定了施工配合比（见表 1），并对施工过程中混凝土施工性能控制指标、内外温差控制给出了指导意见。

表1 面板混凝土施工配合比

施工前，通过现场生产性试验，确定使用试验编号 H17（江苏博特外加剂）配合比的面板 23 仓，使用试验编号 H35（山西黄河外加剂）配合比的面板 13仓。

3 施工布置及施工工艺

3.1 施工布置

坝体填筑到 1857m 高程时，坝面宽度为15.48 m，碾压整平后做为面板混凝土施工平台，进行混凝土运输道路、风水电路、滑模卷扬机、钢筋堆放、坝面防护栏杆、安全文明标示及拌合站等的布置。

3.2 施工工艺

面板施工工艺流程如图1所示。为了降低混凝土面板的裂缝，重点进行了以下几个方面的控制。

1）设置坝顶拌合站。缩短混凝土运距，减少塌落度损失。为了缩短面板混凝土的运距，经过前期现场勘查讨论，在坝顶右岸建立混凝土拌合站，拌和机采用 2 台 JS750，配料机采用 1 台 PDL1600 ，理论生产量为每小时 35m3，拌合站距混凝土入仓口最大水平距离约 300m。

图1 工艺流程图

2）加强上游坡面处理。为减少上游坡面对面板混凝土的约束而产生裂缝的可能性，积石峡水电站对上游坡面进行了处理，具体做法为：在上游坡面按 3m×3m 方格网进行平整度测量，根据测量结果，对法线方向误差在+5cm 以上的坡面进行打凿处理，对低于-5cm 的部位进行砂浆补填，对于每层挤压墙搭接处出现的大于 1cm 的错台进行削除并用砂浆抹平。然后在挤压墙表面喷涂1mm 厚的阳离子乳化沥青,以减少面板接触基面的摩阻和约束，防止应力集中。

3）严格控制混凝土拌制时间。为了保证混凝土外加剂在拌制过程中充分搅拌均匀，保证混凝土施工质量，根据混凝土面板配合比试验，混凝土的投料顺序为砂石骨料、外加剂、水泥、粉煤灰、水，混凝土搅拌时间为 150s。项目部在拌合机操作间安装了时间继电器和指示灯，以便操作人员对拌合时间的控制。

4）严格控制混凝土坍落度。由于细集料含水量的不稳定，影响混凝土拌合物塌落度的控制难度。为保证细集料含水率的稳定性，积石峡水电站主要采取的措施为：①对细集料进行在坝后另设存量较大的堆料仓，二次倒运至坝顶拌合站。②拌合站操作人员对每一批细集料根据质检站提供的配料单及时调整加水量（加水时间控制）。

对出现的塌落度超限的混凝土禁止入仓，作为废料进行处理。

5）严把混凝土振捣质量关。加强现场施工人员的质量意识，特邀专家对施工人员进行质量控制要点、重点的培训，混凝土振捣严格按规范要求执行。在每一层混凝土入仓后人工平仓，使每车混凝土在仓面上均匀分布，每层布料厚度为 25～30 cm，严禁出现骨料集中现象，并及时振捣。振捣间距小于 40cm，深入下层混凝土不小于 5cm。振捣器插入方向在滑模前沿铅垂向下。振捣时间以混凝土表面不再明显下沉，不出现气泡并泛浆时视为振捣密实，一般情况下每一处振捣时间控制在15～20s左右。

6）加强技术交底，使施工人员明确各施工工序。面板混凝土施工前，积石峡水电站邀请专家分别对面板施工前的准备（包括基础面清理；周边趾板与面板相接的侧面混凝土缺陷处理、止水修复；挤压墙脱空检查及坡面处理；挤压墙层面阳离子乳化沥青喷涂；止水安装等）、钢筋安装、模板制安、混凝土浇筑、养护等做了详细的交底，积石峡水电站在面板施工中，共进行施工技术交底 4次。

7）对面板试验块施工中存在的问题，及时总结整改。2010 年 3 月 15 日 10：20，积石峡水电站面板试验块 3 号面板开仓，2010 年 3 月 16 日 5：00收仓，根据 3号面板混凝土试验块中出现的飘模、振捣不规范、混凝土拌合控制不到位等施工问题，项目部采取了相应的整改措施进行整改，并对现场施工人员进行了再次交底说明，以达到面板施工规范化，保证后续面板混凝土浇筑质量。

4 混凝土养护

在混凝土浇筑一次抹面完成后，立即覆盖 0.5 mm 厚塑料薄膜，二次抹面后，气温低于 5 ℃覆盖采用双布一膜复合土工膜进行保温保湿覆盖，气温高于5℃后采用土工布进行保温覆盖。 洒水系统布置：沿坝顶设 DN100 钢管做纵向供水干管，每仓顶均匀布设有小孔的塑料软管接供水干管长流水（气温高于 5℃）养护。

为落实人员责任，成立了混凝土养护施工队，明确其职责和奖罚办法。紧随混凝土浇筑，养护人员严格按照养护方案进行覆盖和洒水；对已浇筑完成的面板，养护人员全天 24h进行检查，发现混凝土表面水分不足时及时补充水分，土工布（膜）覆盖不严密时及时覆盖，达到保温、保湿效果，不间断养护至下闸蓄水。

5 裂缝普查

积石峡水电站共有面板 36 块，浇筑混凝土面积 35516m2，产生裂缝 71 条，裂缝率为 2.0 条/1000 m2，其中裂缝宽度大于 0.1mm 且不大于 0.2mm共 54 条，裂缝长度共计 270.25m；裂缝宽度不大于 0.1mm 共 13 条，裂缝长度共计 71.30m；裂缝宽度大于 0.2mm 共 4 条，裂缝长度共计 21.75m。裂缝发生数量级规模远远小于其他类似工程

6 结语

面板混凝土受施工环境、施工方法、工艺等因素影响，导致面板混凝土出现裂缝的原因复杂、影响因素多。为了降低面板裂缝，通过前期配合比试验、施工过程工艺控制、施工后养护等全过程控制措施，有效预防了面板混凝土裂缝的发生，所取得的经验为同类工程提供了借鉴。

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2013-05-15