淺析混凝土輕型壩面板病害及治理

侯孟興

【摘 要】自改革開發(fā)以來(lái)，我國(guó)的水利工程雖然得到了空前的發(fā)展，但是由于受到建設(shè)材料匱乏、施工技術(shù)落后等因素的約束和影響，使得我國(guó)的水利工程中存在著許多的質(zhì)量問(wèn)題，這不僅對(duì)影響了水利設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還給我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來(lái)了巨大的損失。尤其是在混凝土輕型壩面板工作的過(guò)程中，因?yàn)槠浠炷两Y(jié)構(gòu)容易受到周圍環(huán)境的影響，所以，就十分容易導(dǎo)致其混凝土輕型壩面板出現(xiàn)一些病害問(wèn)題，從而對(duì)水利工程的穩(wěn)定性和強(qiáng)度有著十分嚴(yán)重的影響。本文通過(guò)對(duì)混凝土輕型壩面板結(jié)構(gòu)工作過(guò)程中常見的幾種病害問(wèn)題進(jìn)行分析，討論了混凝土輕型面板病害的防治措施，以供相關(guān)人士參考。

【關(guān)鍵詞】水利工程；混凝土輕型壩面板；病害問(wèn)題；防治措施

0.引言

在早期的水利工程建設(shè)的過(guò)程中，人們主要通過(guò)水利工程來(lái)對(duì)各個(gè)流域的水患問(wèn)題進(jìn)行處理。隨著時(shí)代的進(jìn)步，水利工程的使用功能也逐漸的被人們開發(fā)出來(lái)，目前在水利工程運(yùn)行的過(guò)程中，其主要的功能有人們生活供水、水利發(fā)電、防洪處理、工業(yè)供水、農(nóng)業(yè)灌溉以及水產(chǎn)養(yǎng)殖等。而這些水利工程在建設(shè)施工的過(guò)程中，通常都是采用混凝土輕型壩面板作為結(jié)構(gòu)形式，以提高壩體的抗壓能力。但是，由于該混凝土輕型壩面板在長(zhǎng)期使用的過(guò)程中，容易受到各方面因素的影響，因此導(dǎo)致其壩體結(jié)構(gòu)在使用中，存在著許多的質(zhì)量問(wèn)題。這不僅對(duì)壩體混凝土結(jié)構(gòu)的功能嚴(yán)重的影響，還縮短了水利工程的使用壽命，降低了工程的工作效率，嚴(yán)重的話還又很能威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。可見，在水利工程正常運(yùn)作的過(guò)程中，對(duì)混凝土輕型壩面板的質(zhì)量控制有著十分重要的作用。下面我們就對(duì)混凝土輕型壩面板工作中常見的質(zhì)量危害和防治措施進(jìn)行分析。

1.面板的病害

目前，我國(guó)在水利工程施工的過(guò)程中，一般都是采用鋼筋混凝土材料對(duì)其進(jìn)行施工，因此在對(duì)施工方案和施工工藝進(jìn)行確定的過(guò)程中，大多數(shù)水利工程混凝土面板的施工技術(shù)都是相同的。但是，由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)面板在使用的過(guò)程中，其結(jié)構(gòu)質(zhì)量容受到周圍環(huán)境因素的影響，因此這就導(dǎo)致混凝土面板在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，存在著很多的質(zhì)量病害，這就對(duì)整個(gè)水利工程的質(zhì)量和性能有著嚴(yán)重的影響。其中常見的面板病害問(wèn)題主要有以下幾種：

1.1連拱壩面板病害

重力壩主要依靠自身重量產(chǎn)生的抗滑力維持其穩(wěn)定性。重力壩用混凝土或漿砌石筑成， 其在工程施工中壩軸線一般都是以直線為主， 并且通過(guò)水平尺垂直與軸線方向的橫線進(jìn)行嚴(yán)格劃分， 使得能夠均勻的劃分為若干段， 橫剖面的處理中一般都采用三角形方式處理。在這個(gè)過(guò)程中處理混凝土一般都是選用三級(jí)配為主，水泥為普通硅酸鹽水泥。骨料為天然砂石料，在混凝土拌和中加入了松香熱聚物引氣劑.混凝土的施工和易性較好。混凝土運(yùn)輸、澆筑設(shè)備簡(jiǎn)陋，施工經(jīng)驗(yàn)缺乏，施工質(zhì)量尚好。在水庫(kù)工程中，由于大壩在應(yīng)用中受到河水對(duì)混凝土具有輕微溶出型侵蝕。使得大壩在竣工之后，容易產(chǎn)生溢洪道建設(shè)的滯后因素和影響方式，因此是連拱壩面板的病害中容易產(chǎn)生較大的裂縫和垮壩現(xiàn)象。大壩竣工后.由于溢洪道建設(shè)滯后，在水庫(kù)壩高的應(yīng)用中容易受到洪水的沖擊影響，使得在氣溫的變更下形成底部產(chǎn)生較多的斜縫和拱身環(huán)向裂縫形式，垛拱結(jié)構(gòu)縫和拱簡(jiǎn)施工縫大多開裂。大壩上游面混凝土碳化程度較輕，但是由于受到高強(qiáng)度水流的侵蝕和凍融現(xiàn)象，容易呈現(xiàn)出較低的凍融現(xiàn)象，并且在水利工程中，混凝土面板除了常規(guī)施工的缺陷之外，更是容易受到溫度和應(yīng)力的影響而產(chǎn)生巨大的裂縫，以及出現(xiàn)由于裂縫引起的滲水和鋼筋銹蝕缺陷。

1.2三級(jí)平板支墩壩面板病害

某地三級(jí)大壩為鋼筋混凝土平板支墩壩，最大壩高43m，壩頂長(zhǎng)225m.由27個(gè)平板壩段和兩岸重力壩段組成， 擋水面板頂部厚度為0.65m，底部厚度2.04m，混凝土標(biāo)號(hào)為200號(hào)，抗?jié)B標(biāo)號(hào)為W8，按單向鋼筋混凝土簡(jiǎn)支板設(shè)計(jì)。該壩于1958年開工興建，1961年下閘蓄水。經(jīng)檢測(cè)，環(huán)境水質(zhì)對(duì)混凝土具有中等溶浸型侵蝕。1990年壩齡為31時(shí)， 曾對(duì)擋水面板背水面做過(guò)外觀檢查和強(qiáng)度檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)多處有針孔狀小孔洞。隨著運(yùn)行年限的增加，碳化逐漸加深，面板有效截面積逐漸減小，承載能力降低。年對(duì)溢流面面板檢測(cè)時(shí)面板損害較嚴(yán)重， 部分骨料可用手剝下。混凝土破壞已達(dá)20mm以上，回彈檢測(cè)平均強(qiáng)度僅有9.5MPa.遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

2.治理措施

2.1連拱壩面板處理

2.1.1早期的裂縫處理

在針對(duì)連供壩面板早期裂縫處理的過(guò)程中，施工人員主要施工裂縫修補(bǔ)加固的方法對(duì)其進(jìn)行施工處理，主要是利用瀝青和水泥這兩種施工材料對(duì)其進(jìn)行處理。并且通過(guò)定期大規(guī)模檢查的方法，來(lái)對(duì)大壩的壩體結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的安全控制檢測(cè)，以確保在第一時(shí)間對(duì)連拱壩面板的裂縫問(wèn)題進(jìn)行處理。不過(guò)，這種早期裂縫處理辦法，容易受到水利工程的水位和修補(bǔ)資金的限制，所以施工人員在對(duì)其連拱壩面板處理的過(guò)程中，還要對(duì)其裂縫處理方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和完善。

2.1.2面板全面防滲處理

面對(duì)當(dāng)前社會(huì)快速發(fā)展， 如何加固處理面板裂縫已成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。在社會(huì)發(fā)展中，各個(gè)水利工程工作人員和水利水電研究院不斷加大力度對(duì)混凝土面板裂縫進(jìn)行分析和研究， 最終根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因和結(jié)構(gòu)要求， 提出了相應(yīng)的處理措施和完善方法，采用當(dāng)前的混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)和剛度措施對(duì)防滲要求進(jìn)行嚴(yán)格的分析和處理， 并且在上下游之間的混凝土鋼纖維進(jìn)行探究， 對(duì)其中存在的各種裂縫處理形式合理灌溉，避免引起整個(gè)連拱壩的缺陷形成。

2.2三級(jí)大壩面板防滲處理

三級(jí)大壩的擋水面板結(jié)構(gòu)單薄， 經(jīng)過(guò)40多年的運(yùn)行，因受到嚴(yán)重的溶蝕危害，已不能滿足擋水功能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求，同時(shí)該壩表面碳化現(xiàn)象也比較嚴(yán)重. 因而決定對(duì)面板進(jìn)行全面防滲和防碳化處理，并對(duì)面板和整個(gè)大壩進(jìn)行加固。由于該壩無(wú)放空設(shè)施， 只能利用發(fā)電將庫(kù)水位降至120m高程，上游水深仍有25m左右，而在水下對(duì)面板進(jìn)行防滲處理和加固的難度較大。因此主要采取在面板背水面進(jìn)行防滲和加固的措施。

3.大壩質(zhì)量控制措施

首先，加強(qiáng)水利堤壩工程的防滲加固工藝質(zhì)量，必須提高專業(yè)技術(shù)人員的數(shù)量和專業(yè)技能，面對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段的水壩加固防滲技術(shù)人員緊缺情況，一般都是大型水庫(kù)才有專業(yè)的技術(shù)人員，但由于年老的過(guò)多，年輕的缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因此，目前國(guó)內(nèi)水利堤壩建設(shè)對(duì)專業(yè)技術(shù)人員的要求逐漸升高。而且，隨著科技的進(jìn)步，一些大型水庫(kù)已經(jīng)建立了水利情報(bào)和工程情況的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這就要求水庫(kù)的專業(yè)技術(shù)人員不僅要對(duì)工程實(shí)施中可能出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題了解掌握，而且還要能對(duì)新科技進(jìn)行了解，做到簡(jiǎn)單的系統(tǒng)維護(hù)及對(duì)資料的分析。 因此，全面培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才，提高技術(shù)人員專業(yè)技能和素質(zhì)是現(xiàn)今加強(qiáng)水庫(kù)工程質(zhì)量的有效途徑。 其次，在進(jìn)行水利堤壩工程防滲加固工程的同時(shí)，要注意自然資源的保護(hù)及開發(fā)利用，遵循可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，加強(qiáng)水利堤壩防滲加固工藝的研究，促進(jìn)人類與自然和諧發(fā)展，從而推出社會(huì)的全面進(jìn)步。

4.結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在水利工程施工中，混凝土輕型壩面板病害問(wèn)題不僅影響了水利工程的正常運(yùn)行，還給人們帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失。因此為了有效的解決混凝土輕型壩面板的質(zhì)量病害，施工人員就要采用相應(yīng)的防治措施對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理。但是，在我國(guó)水利工程發(fā)展的過(guò)程中，由于人們?cè)趯?duì)混凝土輕型壩面板病害的檢測(cè)和處理技術(shù)上，還存在著一定的缺陷，因此為了保證水利工程的正常運(yùn)行，人們還要在不斷的實(shí)踐工程中，對(duì)其混凝土輕型壩面板的防治技術(shù)進(jìn)行有效的改進(jìn)和完善，從而推動(dòng)我國(guó)水利工程發(fā)展建設(shè)。

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