多諾水電站導(dǎo)流放空洞襯砌混凝土裂縫問題探討

徐瑩

（葛洲壩集團(tuán)項(xiàng)目管理有限公司，湖北 宜昌 443002）

1 多諾水電站概況

多諾水電站位于四川省九寨溝縣境內(nèi)的白水江流域一級支流黑河上，屬于黑河～白水江水電規(guī)劃一庫七級中的龍頭電站，為混合式開發(fā)電站，裝機(jī)容量2×50MW。首部樞紐由108.5m 高的混凝土面板堆石壩、取水口、泄洪洞、放空洞等建筑物構(gòu)成，水庫正常蓄水位2370m，庫長約7Km，壩前最大壅水高105m，總庫容5622萬m3，死水位2320m，調(diào)節(jié)庫容4915萬m3，引水隧洞長約14.8km，裝機(jī)容量100MW。

2 導(dǎo)流放空洞概況

多諾水電站導(dǎo)流放空洞布置在右岸山體內(nèi)，前期作為導(dǎo)流洞使用，全長698m，進(jìn)水口底板高程2275m，進(jìn)口至樁號0+270.41m 前開挖斷面為圓形，直徑6.2m；樁號0+270.41m～0+295.41m之間設(shè)有閘門豎井，樁號0+295.41m 后開挖尺寸為5.7×7.4～8.4m（寬×高），出口底板高程2256m。

導(dǎo)流放空洞0+390～0+645段采用了組合鋼模臺車澆筑洞身側(cè)墻和頂拱，每倉一般12m，在澆筑（放）0+462～0+510段后，發(fā)現(xiàn)裂縫一般出現(xiàn)在每倉混凝土中部及中部向上、下游各約2m處，部分裂縫左右側(cè)對稱出現(xiàn)，一般寬度小于0.3mm，最大寬度0.6mm，最大長度約7.2m。據(jù)現(xiàn)場觀察，裂縫出現(xiàn)后會在極短時間內(nèi)發(fā)育穩(wěn)定。

3 導(dǎo)流放空洞混凝土裂縫成因分析

混凝土裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多，它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力。其主要有溫度裂縫，應(yīng)力裂縫，干縮裂縫等，要根本解決混凝土中裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手。正確判定和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。對于此工程混凝土裂縫成因，略作淺析如下：

3.1 骨料原因

在承包人最初對砂石骨料系統(tǒng)選型時，砂石加工系統(tǒng)主碎系統(tǒng)選用了0.8m×1.0m 的錘式破碎機(jī)，配置簡易震蕩式篩分系統(tǒng)，但未配備沖洗系統(tǒng)。砂石加工系統(tǒng)建設(shè)完成后，在發(fā)包人提供的青芝料場取料時受當(dāng)?shù)卮迕褡钃?。后?jīng)討論，決定采用導(dǎo)流放空洞開挖料做原料生產(chǎn)砂石骨料，經(jīng)檢測，導(dǎo)流放空洞開挖毛料壓碎指標(biāo)、堿活性均符合要求，能夠加工砂石骨料。

多諾水電站導(dǎo)流放空洞開挖揭露Ⅲ類、Ⅳ類圍巖巖性為中厚層砂巖加板巖，采用錘式破碎機(jī)生產(chǎn)的人工砂細(xì)度模數(shù)偏大，粗骨料針片狀較多、級配差，又無沖洗系統(tǒng)，生產(chǎn)的砂石骨料含泥量偏大，根據(jù)抽取的人工砂檢測統(tǒng)計，共取111組，平均石粉含量為26.9%，平均細(xì)度模數(shù)為2.52。小石平均含泥量0.7，平均針片狀10.4，平均超徑0.6，平均遜徑6.7；中石平均含泥量0.6，平均針片狀7.2，平均超徑0.5，平均遜徑7.4；大石平均含泥量0.3，平均針片狀9.5，平均超徑1.5，平均遜徑4.5。砂石骨料質(zhì)量隨洞渣料質(zhì)量好壞波動較大，對混凝土強(qiáng)度有著較大的影響，使混凝土收縮量增大，對裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展有著較大的影響。

3.2 水泥原因

由于生產(chǎn)的骨料質(zhì)量較差，在配合比設(shè)計時，不可避免造成水泥用量增大。在混凝土澆筑前期，受“5·12 地震”等因素影響，水泥供應(yīng)困難，本工程供應(yīng)的水泥達(dá)6種之多。各種水泥的交替使用也是導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生發(fā)展的主要原因。在澆筑用水泥中，由于水泥供不應(yīng)求，水泥常常是生產(chǎn)出來就立即運(yùn)至施工現(xiàn)場進(jìn)行使用，水泥的安定性未趨于穩(wěn)定，水泥強(qiáng)度波動性較大，導(dǎo)致砼強(qiáng)度隨著水泥強(qiáng)度波動而波動。

3.3 混凝土拌制、運(yùn)輸、導(dǎo)流洞內(nèi)外溫差原因

導(dǎo)流放空洞工程砼拌和系統(tǒng)為1m3強(qiáng)制式拌和樓，由于部件老化，生產(chǎn)過程中常發(fā)生故障。配料倉為大石、中石、小石、砂并排，用裝載機(jī)上料時常伴有少許砂石骨料混倉現(xiàn)象，導(dǎo)致拌制砼和易性變差。拌和樓配套的外加劑攪拌系統(tǒng)經(jīng)常損壞，外加劑在澆筑過程中常出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象，導(dǎo)致拌制的砼質(zhì)量控制難度增大，誘導(dǎo)了裂縫的產(chǎn)生。

砼運(yùn)輸采用的是由自卸汽車改裝的2臺3m3砼罐車，由于改裝的缺陷，在罐車行走過程中砼灌不能自行旋轉(zhuǎn)，砼由拌和樓運(yùn)至施工現(xiàn)場后，易出現(xiàn)骨料分離現(xiàn)象，在泵送過程中，常出現(xiàn)先下的料粗骨料很少，后下的料粗骨料很多，由此常引起泵管堵塞，泵管打爆等現(xiàn)象發(fā)生，砼罐車的砼罐旋轉(zhuǎn)速度較慢，混凝土卸料時間加長，導(dǎo)致每倉砼澆筑時間過長。這也是誘導(dǎo)混凝土產(chǎn)生裂縫的原因之一。

此段砼施工為夏季施工，九寨溝為高原濕潤氣候，夏季白日溫度較高，晝夜溫差較大，6月最高氣溫30℃，最低3.5℃，7月最高氣溫34℃，最低6.5℃，8月最高氣溫34℃，最低9℃，洞內(nèi)平均氣溫10℃。導(dǎo)流洞內(nèi)通風(fēng)良好，溫度較低，導(dǎo)致洞內(nèi)外溫差較大，這也是混凝土裂縫產(chǎn)生的原因之一。

3.4 混凝土配合比原因

由于砂石骨料質(zhì)量較差，在配合比設(shè)計時，水泥用量較大，最初考慮加粉煤灰，由于粉煤灰運(yùn)輸困難及成本較高等原因，因此配合比設(shè)計時沒有加入粉煤灰。由于水泥用量較大，導(dǎo)致混凝土水化熱增大，同時外加劑用量相應(yīng)增大，導(dǎo)致砼部均勻收縮增加，這是混凝土出現(xiàn)裂縫的原因之一。

4 混凝土裂縫處理對策

針對上述分析原因，要求施工單位對上述原因采取各項(xiàng)整治措施：

砂石骨料問題，承包人對砂石骨料加工系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，在原有基礎(chǔ)上增加一臺回旋式破碎機(jī)和一臺φ100cm型洗砂機(jī)，并對篩分系統(tǒng)進(jìn)行更換，改進(jìn)后生產(chǎn)的砂石骨料無論在針片狀、含泥量等方面都有很大改善。

水泥問題，協(xié)調(diào)發(fā)包人穩(wěn)定水泥品種，盡量保證水泥供應(yīng)的穩(wěn)定性和連續(xù)性，確保所需水泥能正常供應(yīng)。同時要求試驗(yàn)室加強(qiáng)抽樣檢查，有目的的對現(xiàn)場混凝土施工質(zhì)量進(jìn)行加強(qiáng)控制，使混凝土施工質(zhì)量處以受控狀態(tài)。

砼拌制、運(yùn)輸問題，每星期對拌合系統(tǒng)進(jìn)行一次檢修，對拌和系統(tǒng)秤量系統(tǒng)，按規(guī)范要求進(jìn)行校核。對混凝土罐車進(jìn)行改良或重新租賃混凝土罐車進(jìn)行澆筑。為盡量減少溫差對混凝土澆筑的影響，在導(dǎo)流洞各洞口掛簾遮風(fēng)，混凝土澆筑盡量選擇傍晚或夜間進(jìn)行。在督促承包人對上述各項(xiàng)整治措施落實(shí)后，在樁號0+462m 后續(xù)倉面混凝土澆筑完畢后，現(xiàn)場觀察原每倉混凝土中部及中部向上、下游各約2m處，呈對稱成形成的裂縫并無出現(xiàn)，倉面外觀情況良好。

5 結(jié)論

結(jié)合多諾水電站導(dǎo)流放空洞混凝土襯砌工程，究其原因不難看出，我們只要從根本上按規(guī)范嚴(yán)格施工，主觀上提高混凝土施工管理人員素質(zhì)，加強(qiáng)現(xiàn)場質(zhì)量控制，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作要預(yù)防混凝土裂縫的產(chǎn)生其實(shí)也不難。當(dāng)然這里面還包含有其他技術(shù)方面的因素，在今后的工作中將會進(jìn)行深入的探討。

[1]DL/T5144-2001，水工混凝土施工規(guī)范[S].

[2]中國水利水電第九工程局.四川省阿壩州白水江流域多諾水電站總承包項(xiàng)目部導(dǎo)流放空洞工程技術(shù)文件[Z].四川成都：中國水利水電第九工程局，2007.

[3]歐陽磊.花壩子二級電站隧洞襯砌混凝土裂縫成因及其對策[DB/OL].