吳文峰,唐 毅,金國(guó)興

(浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院,浙江 杭州 310002)

1 工程概況

成屏一級(jí)水庫(kù)是一項(xiàng)以防洪為主,結(jié)合發(fā)電和灌溉的綜合利用水利工程。水庫(kù)位于浙江省麗水市遂昌縣甌江支流松蔭溪上游,距遂昌縣城12 km,是松蔭溪梯級(jí)開(kāi)發(fā)的首級(jí)電站。壩址以上集水面積185 km2,主流長(zhǎng)28 km,河道平均比降14‰,庫(kù)區(qū)多年平均降雨量1670 mm,多年平均流量 5.84 m3/s。水庫(kù)正常蓄水位 346.08 m,總庫(kù)容6125萬(wàn)m3,(國(guó)家85基準(zhǔn)高程,下同)為中型水庫(kù)。

水庫(kù)攔河壩主壩為混凝土面板堆石壩,壩頂長(zhǎng)217.70 m,最大壩高74.6 m,壩頂寬中間為5.5 m,兩邊為5.0 m,壩頂高程350.78 m。上游壩坡為200#S8鋼筋混凝土面板,面板厚度為0.3～0.5 m,面板下表面坡度為1∶1.3,下游壩坡為塊石護(hù)坡,坡度為1∶1.3。

本次除險(xiǎn)加固后攔河壩主壩壩頂長(zhǎng)217.70 m,最大壩高78.32 m,壩頂寬6.0 m,壩頂高程354.50 m。

攔河壩標(biāo)準(zhǔn)剖面見(jiàn)圖1。

圖1 成屏一級(jí)水庫(kù)大壩標(biāo)準(zhǔn)剖面圖

工程于1978年12月開(kāi)工,1981年停建,1985年10月復(fù)工興建。主壩工程自1986年11月進(jìn)點(diǎn)施工,至1988年12月下旬蓄水時(shí),完成左、右趾墻混凝土澆筑高程333 m以上,一期面板澆筑高程320 m。1989年底左右趾墻、左右交通廊道、二期面板、量水堰等全部澆到頂。

1988年12月水庫(kù)開(kāi)始蓄水,1991年10月主體工程全部竣工。2006年8月經(jīng)安全鑒定,水庫(kù)大壩被鑒定為三類壩,須進(jìn)行加固處理。

2 本次裂縫檢查情況

本次除險(xiǎn)加固期間利用水庫(kù)放空對(duì)主壩上游混凝土面板趾板及伸縮縫進(jìn)行全面檢查。2009年2月,浙江華東檢測(cè)公司受水庫(kù)管理處委托對(duì)主壩面板缺陷進(jìn)行檢查并形成了檢測(cè)報(bào)告。經(jīng)檢測(cè),得出攔河壩裂縫分布情況如下:

(1)壩面裂縫調(diào)查分析:根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)裂縫調(diào)查,成屏一級(jí)水庫(kù)面板1～23號(hào)共有裂縫85條,其中水平向裂縫49條,垂直向裂縫 4條,斜向裂縫32條;裂縫總長(zhǎng)度483.5 m,裂縫寬度范圍為0.24～0.88 mm,裂縫深度范圍為151～329mm。

上游壩面混凝土裂縫分布見(jiàn)圖2。

圖2 成屏一級(jí)水庫(kù)面板裂縫分布圖

(2)廊道裂縫調(diào)查分析:根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)裂縫調(diào)查,廊道-3～28共有裂縫34條,其中環(huán)向裂縫19條,軸向裂縫9條,斜向裂縫6條,裂縫總縫長(zhǎng)119.62 m;各伸縮縫部位止水基本老化失效,其中部分廊道間伸縮縫部位都有嚴(yán)重滲水析鈣現(xiàn)象。

(3)對(duì)周邊縫水下部位、水位變化區(qū)、水上部位3個(gè)SR塑性止水材料樣品分別進(jìn)行的性能檢測(cè),表明其防滲性能依舊,能夠滿足面板壩接縫的防滲要求,本體材料抗?jié)B達(dá)到1.5MPa指標(biāo);SR塑性止水材料仍保持了一定的柔韌性;但原采用的PVC塑料保護(hù)片老化硬化現(xiàn)象嚴(yán)重,有開(kāi)裂、扭曲、不密封現(xiàn)象,使水和泥砂能輕易進(jìn)入周邊縫的SR塑性止水材料表面,喪失了保護(hù)蓋片對(duì)SR材料的保護(hù)作用;壓固的膨脹螺栓、角鋼銹蝕嚴(yán)重。

3 裂縫的成因分析

3.1 面板裂縫的成因分析

根據(jù)觀測(cè)資料顯示,水庫(kù)自運(yùn)行以來(lái)主壩各測(cè)點(diǎn)沉降量一直在增長(zhǎng),累計(jì)總沉降量最大值為820 mm,約為壩高的1.1%。與其他類似工程比較,大壩相對(duì)累計(jì)表面沉降量偏大,這與壩體填筑材料巖性偏軟和施工期壩體壓實(shí)度不高有關(guān)。主壩上游面板混凝土為分區(qū)澆筑,一期面板澆筑高程為320 m。

由于以上原因,導(dǎo)致大壩面板左右兩側(cè)岸坡段周邊縫附近裂縫集中,裂縫大體沿周邊縫方向斜向分布,在高程320 m附近面板周邊縫及垂直縫出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái),表面PVC止水蓋片已失效。由于面板分期澆筑,河床段面板高程320 m附近也存在數(shù)條水平向裂縫集中分布。

3.2 廊道裂縫的成因分析

由于河床段趾墻周邊縫原表面止水PVC塑料保護(hù)片老化硬化現(xiàn)象嚴(yán)重,有開(kāi)裂、扭曲、不密封現(xiàn)象,使水和泥砂能輕易進(jìn)入周邊縫的SR塑性止水材料表面,喪失了保護(hù)蓋片對(duì)SR材料的保護(hù)作用。表面止水失效導(dǎo)致廊道各伸縮縫部位止水基本失效,伸縮縫部位普遍存在滲水析鈣現(xiàn)象。廊道內(nèi)分布的環(huán)向裂縫也較多。

4 面板裂縫、周邊縫、伸縮縫等的處理方法

4.1 面板周邊縫、岸坡段趾墻伸縮縫缺陷處理

本次處理將周邊縫、岸坡段趾墻伸縮縫等存在缺陷的部位表面止水采用新型的納米SR-2型SR塑性止水材料、三元乙丙橡膠增強(qiáng)型SR防滲保護(hù)蓋片和HK966彈性封邊劑、不銹鋼膨脹螺栓、扁鐵更換,恢復(fù)周邊縫SR材料鼓包形狀,恢復(fù)SR防滲體系的適應(yīng)接縫變形封縫防滲性能。

原運(yùn)行期間已處理的部位(主要為高程320.0 m以上部位)根據(jù)實(shí)際情況,增設(shè)新型的納米SR-2型SR塑性止水材料,恢復(fù)周邊縫SR材料鼓包形狀,恢復(fù)SR防滲體系的適應(yīng)接縫變形封縫防滲性能,對(duì)原防滲保護(hù)蓋片、不銹鋼膨脹螺栓、扁鐵等予以保留。

面板周邊縫和岸坡段趾墻伸縮縫缺陷處理見(jiàn)圖3、4。

圖3 周邊縫止水結(jié)構(gòu)圖

圖4 岸坡段趾墻伸縮縫止水結(jié)構(gòu)圖

4.2 面板張性垂直縫缺陷處理

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查情況,上游面板張性垂直縫未設(shè)表面止水。根據(jù)《混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 (SL 228—98)的要求,高壩張性垂直縫宜采用底、頂部2道止水。本工程攔河壩主壩最大壩高78.32 m,超高70 m,為高壩,根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求,上游面板張性垂直縫宜設(shè)頂部止水。

本次處理在面板張性垂直縫部位鑿槽,對(duì)錯(cuò)臺(tái)部位附近面板混凝土還應(yīng)先進(jìn)行打磨處理,使混凝土面板力求平整。然后增設(shè)三元乙丙橡膠增強(qiáng)型SR防滲保護(hù)蓋片和HK966彈性封邊劑封閉防滲,與周邊縫聯(lián)成一體。面板張性垂直縫缺陷處理見(jiàn)圖5。

圖5 面板張性垂直縫止水結(jié)構(gòu)圖

4.3 面板裂縫缺陷處理

(1)對(duì)于發(fā)電死水位 (高程323.68 m)以下的混凝土面板上大于0.5 mm寬裂縫,先用LW/HW水溶性聚氨酯進(jìn)行化學(xué)灌漿處理,表面粘貼SBS增強(qiáng)型SR防滲蓋片和HK966彈性封邊劑封閉防滲,在其表面形成整體柔性的SR防滲體系。

(2)對(duì)于發(fā)電死水位 (高程323.68 m)以上的混凝土面板上大于0.5 mm寬裂縫,先用LW/HW水溶性聚氨酯進(jìn)行化學(xué)灌漿處理,再采用KT1水泥基滲透結(jié)晶涂料或賽柏斯等無(wú)機(jī)處理方式進(jìn)行表面處理。

(3)對(duì)于混凝土面板上小于0.5 mm寬裂縫,直接采用KT1水泥基滲透結(jié)晶涂料或賽柏斯等無(wú)機(jī)處理方式進(jìn)行表面處理。

(4)對(duì)于上游壩面7#、20#面板底部比較密集裂縫。首先對(duì)該部位上游面板進(jìn)行打磨處理,在基面涂刷SR配套底膠,然后采用粘貼SBS增強(qiáng)型SR防滲蓋片,蓋片周邊及拼接處采用HK966彈性封邊劑封閉,扁鋼及螺栓對(duì)蓋片適當(dāng)錨固。

(5)廊道滲水伸縮縫處理

對(duì)于廊道滲水伸縮縫,先采用LW水溶性聚氨酯灌漿材料灌漿,再在縫口采取HK-8505彈性聚氨酯和903乳液砂漿表面封閉的處理工藝。

(6)廊道滲水裂縫及滲水點(diǎn)處理

對(duì)于廊道內(nèi)滲水裂縫,采用KT1水泥基結(jié)晶滲透型涂料或賽柏斯等材料進(jìn)行涂刷處理;

對(duì)于廊道內(nèi)滲水滲水點(diǎn),先采用LW水溶性聚氨酯灌漿材料灌漿,再在縫口采取KT1水泥基結(jié)晶滲透型涂料或賽柏斯等材料進(jìn)行涂刷處理。

5 結(jié) 語(yǔ)

成屏一級(jí)水庫(kù)作為國(guó)內(nèi)早期的面板堆石壩之一,建設(shè)時(shí)面板混凝土及接縫止水結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工還處于摸索階段,大壩建成至今已運(yùn)行20余年,在運(yùn)行過(guò)程中,上游混凝土面板曾多次出現(xiàn)過(guò)水平向、垂直向、斜向裂縫數(shù)十條,部分面板的周邊縫及岸坡段趾墻伸縮縫隙等處也存在一些缺陷,歷年來(lái)曾經(jīng)過(guò)幾次維護(hù)修補(bǔ),但仍未得到根治。為了保證工程能安全運(yùn)行,必須要進(jìn)行徹底的加固處理。

[1]中華人民共和國(guó)水利部.混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范 (SL 228—1998)[S].北京:水利電力出版社,1998.

[2]中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì).混凝土面板堆石壩接縫止水技術(shù)規(guī)范 (DL/T 5115—2008)[S].北京:中國(guó)電力出版社,2008.

[3]吳文峰.成屏一級(jí)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程面板缺陷處理方案報(bào)告[R].杭州:浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院,2009.