水电站工程中重力坝混凝土裂缝处理对策探讨

摘要：裂缝是危害水电工程重力坝正常运行的主要威胁之一，混凝土重力坝出现裂缝在工程施工中是不可避免的。因此，必须采取有效的措施应对出现的问题。重力坝混凝土裂缝出现的问题比较复杂，在采取措施时也具有针对性。本文就一些常见的的裂缝在工程上的处理措施做一简单总结。

关键词：混凝土重力坝；裂缝；措施

Abstract: cracks endanger hydropower project is one of the main threats to the normal operation of gravity dam, concrete gravity dam crack in engineering construction is inevitable. Therefore, we must take effective measures to deal with the problems. Gravity dam concrete crack problem is more complicated, in measures also targeted. In this paper, some common crack on engineering treatment measures to make a brief summary.

Key words: concrete gravity dam; crack; measure

[中图分类号] TU37[文献标识码]A[文章编号]

水电工程重力坝混凝土裂缝是常见的大坝病害，裂缝出现直接危害大坝的正常运行。混凝土裂缝的出现会导致坝体结构遭到外部物质侵入，引起破坏，如果危害大的话，整个坝体结构就直接受到威胁。混凝土裂缝是无可避免的，现在几乎所有的混凝土大工程都有不同程度的裂缝出现，不过只是裂缝的大小多少有差异而已。长久以来，大坝裂缝问题一直是折磨工程专家的头疼事，这个问题，自从大坝出现之后，至今一个多世纪，都没有解决。就我国而言，水电站混凝土裂缝是排第一名的问题，裂缝较多的大坝竟然占了56%，像葛洲坝、三峡大坝这样的超大型工程也未能幸免。

一、水电工程裂缝形成原因

坝体产生混凝土裂缝的原因很复杂，是多种因素综合的结果，有收缩裂缝、温度裂缝、自应力裂缝、荷载变形裂缝、沉降裂缝、化学反应裂缝等，然而人们对此问题的认识不足，导致到现在，依旧没有没能有效的办法来彻底解决这个问题。因此，对于坝体混凝土裂缝问题的研究，将会是长期而任重道远的事。

通常情况下开裂有两方面原因，混凝土体积变化时受到约束，或是由于荷载作用是混凝土内产生过大的拉应力引起。据有关的统计，有85%的情况是由于由于混凝土体积受到约束引起。而混凝土体积变形的原因又分为温度引起，混凝土基础不均，和混凝土收缩导致。温差是裂缝是由于混凝土内部和外部之间产生温差所引起的，温差产生的原因是水泥水化热引起混凝土内部和混凝土表面的温差过大。在温度正负交替过程中，混凝土微孔中的水成为结冰或过冷的水，体积膨胀产生冻胀压力，过冷的水迁移产生渗透压力，当两者的附加作用力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就遭受破坏。 混凝土基础不均，有时是因为混凝土的质量不合格引起，有时是因为受到工程环境和进度的影响，混凝土盖重过厚才进行基岩固结灌浆，从而导致基岩承载后产生不均匀沉陷，出现沉陷性裂缝。混凝土收缩是因为混凝土在凝固的过程中，会逐渐散热和蒸发， 混凝土在收缩时受到外界环境的约束，就会自然的形成收缩应力，当这种应力超出当时混凝土极限抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝。 裂缝的出现，多数在施工期就存在，有的虽然在施工期以后，也多在运行初期5～10年以内，不是属于运行期长、工程老化问题，而是早期的问题。 对于混凝土重力坝来说，如果裂缝达到一定贯穿深度和宽度，会引起坝体场压力的急剧增大，削弱坝体的抗滑能力，对结构抗震非常不利，甚至会对整个坝体的结构稳定和安全造成威胁 。

二、重力坝裂缝预防措施

由温度引起的裂缝预防措施

重力坝体水泥结构随着气温的变化引起热胀冷缩，当变形收到约束时便产生了裂缝，约束的程度越大，裂缝就越宽。 预防的原则是允许自由产生变形；设置伸缩缝。

防止温度裂缝产生的措施是：在施工的过程中采用低热和中热降低泥矿渣水泥、粉煤灰水泥；降低水泥用量；降低水灰比，把混凝土的灰比度控制在0.6以下；改善骨科级配，掺加粉煤灰或减少水剂等来减少水泥用量，降低水化热；采用“二次风冷”新工艺降低混凝土的浇筑温度；在混凝土中掺加具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂；合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束；在大体积混凝土内部设置冷却管道，通过冷水或冷气冷却，对混凝土内部温差进行降低处理；监控混凝土温度，采取冷却保护措施；加强混凝土养护，及时用湿润的遮盖材料等覆盖，混凝土浇筑后，并洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表现缓慢冷却，在寒冷季节，混凝土两面必须采取保温措施，以防寒潮袭击。

有基础不均引起的裂缝预防措施

解决方法包括：减轻结构的重量，合理安排施工的工序，改善混凝土结构等。如果只简单的依靠减轻结构重量来控制沉降，只会使整个结构的自身重量加大，稳定性不强，会加重不均匀的沉降。在工程实践中，应以抵抗不均匀沉降为主要保护措施。

由混凝土收缩引起的裂缝预防措施

从混凝土开始浇筑至使用期，收缩过程大致可以分为五个阶段即：塑性收缩期，自生收缩期，水化热温差收缩期，干燥收缩期，环境温度收缩期等。防止和减少收缩裂缝的措施：合理设置收缩缝；改善水泥土性能，降低水灰比，减少水泥用量；配筋率不宜过高，设置构造钢筋收缩裂缝，分布均匀，避免发生集中的大裂缝；加强混凝土的养护工作，并适应当延长混保养期。

重力坝混凝土裂缝处理方法

混凝土坝体的裂缝问题和通常的防治措施，已经是工程当中最基本的考虑，可是在实际工程建设中裂缝问题总是不期而遇摆脱不掉。发现裂缝后是否需要对它修补和如何修补，主要应根据不同情况采取不同的措施。在实际工程应用中，钢筋混凝土在设计荷载时产生裂缝大于0.2毫米时均应进行修补。通常可以采用的裂缝修补方法有：表面处理法；充填法；注入法。

参考资料：

[1]张雄.混凝土结构裂缝防治技术[M].北京：化学工业出版社，2007

[2]毛振华,薛洋 关于混凝土裂缝产生及修补 黑龙江科技信息 2009年第20期