李艷龍

(貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院，貴陽 550002)

1 工程概況

某水庫工程位于貴州省修文縣，河床大壩壩型為混凝土面板堆石壩。水源工程由混凝土面板堆石壩、左岸岸邊設(shè)閘溢洪道、左岸導(dǎo)流兼取水放空隧洞組成。大壩為砼面板堆石壩，壩頂高程1 316.80 m，最大壩高52.3 m，壩頂寬度7 m，壩頂總長153.9 m，上游壩坡1∶1.4，下游壩坡1∶1.4，下游壩坡1 294.00 m高程設(shè)寬2 m馬道，綜合坡度1∶1.44。

2 面板局部開裂產(chǎn)生過程及成因分析

2.1 面板開裂

2018年7月，為滿足壩體上游施工需要，水庫在壩體上游基坑排水過程中發(fā)現(xiàn)大壩面板MB11、MB13塊底部有局部外脹裂縫塊，其中MB11膨脹塊最大開裂外露面積約1 m2。此外，面板MB13塊發(fā)現(xiàn)一條表面水平裂縫，裂縫長度約為1.2 m。面板MB12底部周邊縫區(qū)域出現(xiàn)了2～3 cm的反曲變形，變形長度為整個MB12面板，變形寬度約3 m，自周邊縫底部開始沿著斜向上至3 m位置處逐漸減小。在距離MB11面板垂直縫右側(cè)3.1 m處發(fā)現(xiàn)周邊縫銅片止水位置處有小股水流滲出。

2.2 面板局部反向變形原因分析

根據(jù)混凝土面板澆筑施工記錄和觀測儀器觀測成果，MB11-MB13面板澆筑在壩體澆筑完成7個月后進(jìn)行的，且大部分在低溫季節(jié)進(jìn)行。面板內(nèi)部實側(cè)壓力最大為1 264.5 m高程的P1點0.021 MPa，最大沉降為1 281.00 m高程的SG3點，最大累計沉降為20.6 cm,最大水平位移為1 281.00 m高程的SE1點，最大水平位移為-7.9 mm。從觀測儀器觀測結(jié)果，壩體總體沉降和水平位移較小，且面板在低溫季節(jié)澆筑，根據(jù)面板裂縫形狀及分布情況，再結(jié)合至2018年4月度汛前，未發(fā)現(xiàn)壩體出現(xiàn)明顯的裂縫出現(xiàn)，初步得出由沉降和溫差引起裂縫的可能性不大。而后期施工排水過程中，由于在汛前反向排水管沒有關(guān)閉閥門，因此壩前基坑積水可以在外水壓作用下通過反向排水管流入壩體內(nèi)部，壩體內(nèi)部水位隨之升高。在施工期排水過程中，由于外部排水速率過快，壩體內(nèi)水反壓導(dǎo)致面板局部反凸變形和周邊縫止水破損。

3 MB12面板周邊縫止水及面板局部抬動變形處理及效果評價

3.1 面板反凸變形處理

1) 分期鑿除MB12混凝土面板?？紤]到面板自身穩(wěn)定的問題，MB12面板周邊縫以上1.5 m范圍內(nèi)的混凝土采用分期人工鑿除的方式。鑿除方式采用人工鑿除的方式，鑿除過程中MB12面板在寬度方向分成3部分：12-1，4 m；12-2，4 m；12-3，4 m。分3期施工，第1期先鑿除12-1面板混凝土，鑿除過程中注意不要損傷MB12周邊縫位置面板底部的銅片止水。為了垂直縫止水施工，鑿除區(qū)域內(nèi)橫向和附加鋼筋可按施工需要截斷拆除，與老混凝土相接觸的豎向鋼筋在預(yù)留滿足錨固長度的前提下可根據(jù)止水施工需要截斷，但同一斷面鋼筋截斷的面積不應(yīng)大于30%，面板澆筑修復(fù)前需按設(shè)計要求對面板內(nèi)部配置的鋼筋網(wǎng)進(jìn)行恢復(fù)。面板分期鑿除和修復(fù)劃分示意圖見圖1。

圖1 面板修復(fù)分塊示意圖

2) 周邊縫止水及面板內(nèi)部脫空處理。高壓清洗并檢查鑿除區(qū)域內(nèi)周邊縫及與MB11面板相接處垂直縫銅片止水的破損情況，如有破損按原設(shè)計要求進(jìn)行修復(fù)。并找出反凸面板內(nèi)部滲水縫隙和通道，采用化學(xué)灌漿處理，對于MB12面板臺動區(qū)域內(nèi)脫空和不密實部位采用水泥砂漿灌漿處理。

3) 恢復(fù)鑿除面板混凝土。在澆筑混凝土面板前，先進(jìn)行12-1與12-2相接面板處的垂直縫底部銅止水布設(shè)，垂直結(jié)構(gòu)縫止水見圖2，銅止水的型式及尺寸，參見本工程周邊縫止水的設(shè)計型式。垂直縫的止水下部設(shè)置C20砂漿墊層，砂墊層上部設(shè)置PVC墊片。鑿除區(qū)域面板混凝土采用澆筑不低于原標(biāo)號面板混凝土方式恢復(fù)鑿除膨脹塊上部混凝土。為了防止新老混凝土之間產(chǎn)生裂縫，沿膨脹塊周邊縫面附高強度砂漿增加接觸面結(jié)合，并在新澆混凝土中加入微量膨脹劑，初凝后進(jìn)行流水養(yǎng)護(hù)。澆筑養(yǎng)護(hù)砼達(dá)到設(shè)計強度后，再對新舊澆砼接縫進(jìn)行處理。

圖2 新增垂直縫結(jié)構(gòu)止水設(shè)計圖(12-1、12-3與12-2之間)

4) 在處理過程中，如果周邊縫銅片止水破損較為嚴(yán)重時，周邊縫銅止水需打開趾板進(jìn)行修復(fù)時，則將原趾板周邊縫附近40 cm范圍內(nèi)的混凝土鑿除，重新修復(fù)止水設(shè)施。新澆部分壓在原趾板混凝土上方，并保證新澆細(xì)石混凝土與原混凝土交接良好且延長滲徑。

5) 12-1壩塊混凝土澆筑完畢，待其達(dá)到30%(至少3 d)的強度后，再按上述施工方法步驟，按順序把12-3和12-2(待12-3達(dá)到30%即至少澆筑后3d時再施工)面板再用同樣方式鑿除和恢復(fù)，并注意在12-2與12-3之間的垂直縫部位設(shè)置底部銅片止水，施工過程中請注意保護(hù)新老混凝土的周邊縫止水的保護(hù)。

6) 表層止水布置：對于新澆混凝土與老混凝土之間的水平縫先按照一般裂縫的處理方法進(jìn)行處理。處理完畢后，為防止新澆筑面板與老混凝土接合部滲漏，再在新老混凝土接合部再增設(shè)一道表層止水，新增垂直縫(12-1、12-2、12-3間)表層止水參照圖2執(zhí)行。水平施工縫止水具體施工型式見圖3。其余周邊縫止水按原設(shè)計圖紙施工。表層止水施工時，請注意止水材料的封邊處理。

圖3 水平施工縫施工示意圖

7) 為增大水流滲徑，缺陷處理完畢后，鋪蓋施工前，在MB11-MB13面板周邊縫向上3 m及趾板寬度2 m范圍內(nèi)，采用粉煤灰與黏土覆蓋，覆蓋完成后再按設(shè)計要求進(jìn)行鋪蓋施工。

8) 監(jiān)測儀器安裝: 裂縫處理前，在面板布設(shè)觀測設(shè)施，監(jiān)測裂縫處理過程中面板的變形情況；在新老面板澆混凝土接合部布置5支表面測縫計。

3.2 主要處理注意事項及要求

1) 凝土鑿除施工宜采用人工鑿除的方式，并采取適當(dāng)?shù)臏p震措施，每塊面板按照“先兩邊后中間”的順序鑿除，鑿除過程中避免出現(xiàn)因措施不當(dāng)出現(xiàn)鑿除區(qū)域外混凝土塊受到破壞，施工中并注意面板中混凝土中鋼筋網(wǎng)的保護(hù)。

2) 在水平施工縫灌漿施工過程中，灌漿灌注順序應(yīng)從一端向另外一端用適當(dāng)?shù)膲毫χ鸩酵七M(jìn)，灌漿壓力視裂縫大小而定，一般為0.3～0.5 MPa，最大壓力不能超過結(jié)構(gòu)允許值。

3) 灌漿結(jié)束48 h后去除注漿針頭，再次進(jìn)行表面封閉處理，通過裂縫表面設(shè)置防水層，提高混凝土的防水性及耐久性。

4 結(jié) 語

壩體反向排水管未按設(shè)計要求在壩體度汛前關(guān)閉，而在施工期間又未重視科學(xué)排水問題，進(jìn)而導(dǎo)致面板局部鼓凸開裂問題已不鮮見。本文結(jié)合實際工程情況，分期分序鑿除和修復(fù)破裂面板及其止水，經(jīng)處理、驗收、試驗、觀測等程序，處理后缺陷部位滿足了工程蓄水條件。

對于全斷面破裂面板采取全部鑿除修復(fù)方案時，要首先驗算面板自身穩(wěn)定問題，通過驗算結(jié)果來確定分期修復(fù)面板鑿除塊的大小。如多塊澆筑，為了保證面板穩(wěn)定和施工質(zhì)量，則應(yīng)采取分期跳倉修復(fù)方式。經(jīng)修復(fù)后，新老混凝土施工縫處的施工質(zhì)量又是工程防滲的薄弱環(huán)節(jié)。實際修復(fù)中，應(yīng)加強新老混凝土的施工質(zhì)量，并增加水平止水的層數(shù)及施工質(zhì)量，同時還應(yīng)按埋設(shè)相關(guān)的變形及滲漏觀測設(shè)施，以保證壩體蓄水后的安全穩(wěn)定運行。

面板堆石壩中的面板是壩體重要的防滲結(jié)構(gòu)，因此在壩體面板施工完畢至壩體蓄水前對已施工好的面板養(yǎng)護(hù)和保護(hù)尤為重要，施工單位在每年汛期開始前應(yīng)按相關(guān)設(shè)計要求按時關(guān)閉壩前反向排水管。