混凝土面板堆石坝病害特点及其除险加固措施研究

中国水利水电第五工程局有限公司 四川 成都 610000

1 引言

混凝土面板堆石坝虽然能够有效的应用于水利防水工程中，但是因为其施工以及工作使用中可能存在较多的面板开裂、渗水等问题，在施工中要严格按照规范和方案要求进行。

2 面板堆石坝基本病害类型和特点

2.1 面板裂缝 面板裂缝在早期因为其构成的混凝土硬化时的干缩，以及内外温差等性能特点，在施工过程无法有效的避免，会导致其产生细微的、无规律性的轻微裂缝分布。这些细微的裂缝堆石坝的结构体强度、承载力等各方面性能都没有较大的影响，并且随着使用年限的不断增加，这些裂缝逐渐趋于稳定，但是这些裂缝随着高度的增加会呈现出水平发展的趋势，在水压不断升高的影响下，坝体极有可能从这些水平裂缝的薄弱处开裂，进而造成重大的事故发生‘但是，面板会因为下游拉力而减少了上游下面板的裂缝开展。裂缝从结构分布位置上来看，又分为结构性裂缝和非结构性裂缝，结构性的裂缝会直接影响坝体的承载力性能，对坝体的安全运行影响较大，所以要重视结构性裂缝的防治。裂缝产生的原因除了混凝土硬化养护过程中形成之外，裂缝的产生也会受到坝体各个部分不均匀沉降的影响，这种沉降受坝体地基、基层的施工质量的影响较大，尤其是对于特殊地质条件下的地基处理不到位，会在以后的运行使用过程中造成巨大的安全隐患。

2.2 面板挤压受力 堆石坝一般利用预制混凝土面板的优越防水效果以及低成本、方便施工的特点，将混凝土板作为堆石坝重要的防水体系，但是混凝土板的厚度较小，能够承受的外加压力和荷载较小，而混凝土板又要承受来自蓄水阶段、支撑体系以及各种结构体挤压的作用，使得混凝土面板容易因为挤压受力而造成不同程度的破坏，表现为扭曲和加压断裂等不良情况。在蓄水期因水压作用，促使坝体与面板均朝着下游方向开始变形。在蓄水期以后由于部分面板遭受大坝制约，其中一小部分会朝着上游异常变形，然而，大部分面板仍旧会遭受水压影响，很大一部分面板于中段朝着下游方向变形，进而在面板中出现中部朝下而侧面朝上的这种形式。

挤压变形一般分为水平和竖直方向上的压力变形趋势，垂直挤压的压力一般来自于蓄水压力的影响，堆石区上下游压力差的出现，导致受压不能有效的平衡，在这种压力差之下产生了变形趋势。水平挤压是因为水平裂缝的原因，因为裂缝的缘故，造成了结构体抗压能力的下降，上下游因为方向相反的变形趋势，为混凝土裂缝的产生创造了条件。

2.3 无法阻止水的渗透力 面板堆石坝是的重要功能体现就是防渗性，面板本身具有良好的防渗性能，但是在面板的连接、搭接位置常常会伴随着防渗效果不良的问题，因为面板需要止水材料的补充配合，这些止水材料通常是柔性的，而面板的整体刚度较大，如果不能将两种不同刚性材料有效的结合，那么随着使用年限的增加，水利工程的整体防渗效果会不断的降低。因此面板缝的处理是防渗施工的重点，通常在施工中应该选择延展性能良好的铜质材料来承受水体的冲击，如果材料的性能不达标，在长期的使用过程中，必然会导致止水效果不良，引发较大的安全事故。

3 除险加固技术与措施

3.1 基层材料加密 防渗面板需要良好的基层作为支撑，而基层除了能够提供面板的支撑作用外还要具备良好的密实性，良好的基层密实度能够提供较高的承载力支撑，同时可以有效的防止水流冲击造成的基层材料缺失，基层材料的缺失对于面板的影响很大，会使面板不能均匀的承受荷载作用，造成面板的裂缝或者断裂。在日常的运行使用过程中，要做好面板的检查工作，发现基层材料空缺流失现象时，要采用及时有效的办法做好补充工作，一般采取灌浆法和局部修补法处理，并对处理之后的效果进行检验。

3.2 脱空充填灌浆 基层材料与面板不能以同样的变形趋势发展时，一般会造成基层材料的脱空现象，面板失去有利支撑后会造成面板脱落等不良病害，一般是在面板的脱空位置，通过灌浆注射管道，将灌浆液体倾斜的注入到脱空位置，当浆液充满整个脱空部位，并且均匀的流出时，表明浆液已经充满了整个脱空部位，并利用地质雷达探测处理效果，保证施工达标。

3.3 破损面板修复 破损面板要及时发现。及时处理，面板破损之后，会不断的侵蚀基层以及结构层的稳定性和承载力，施工措施是将破损面板全部移除之后，对该位置在进行彻底的清洁，可以利用有效的辅助工具，比如人工风镐、电动液压切割机等设备。

3.4 面板裂缝处理 面板裂缝要根据其裂缝的宽度，选择适宜的材料和施工方案，比如对于较大的裂缝首先将裂缝的内部用环氧树脂填实，在裂缝的表面处利用喷涂法喷涂防渗、防水材料，或者在裂缝表面安置防渗盖片。

3.5 止水修复 对于较大的面板堆石坝工程最少要设置两道有效的止水结构，已经投入使用的面板堆石坝工程对于中、底部的止水修复较为困难，对施工的技术要求较高，修复止水效果不佳，止水修复工作的重点应该放在面板堆石坝工程的顶部，及时的更新存在问题的面板，选取性能优良的防渗盖片，将盖片两侧经由弹性封边剂完成封边处理，形成良好的整体性防水体系。

4 结语

对于已经投入使用的工程，要及时做好检查工作，发现相关问题隐患，及时处理。同时，也要不断探索各种加固措施的改良和创新发展工作，使面板堆石坝更好的发挥性能作用。