唐成斌
(北安市鬧龍河水庫管理處,黑龍江 北安 164000)
鬧龍河水庫位于烏裕爾河右岸一級支流的鬧龍河干流上,壩址在北安市城東 8 km處,水庫控制流域面積349.3 km2,為兼顧供水、防洪、灌溉等綜合利用的中型水庫,水庫總庫容9 660萬 m3。按50 a一遇洪水設(shè)計,1 000 a一遇洪水校核。正常蓄水位257.89 m,死水位251.50 m。水庫由大壩、溢洪道、輸水洞組成,大壩為均質(zhì)土壩,壩頂高程261.10 m,壩頂寬7.5 m,平均壩高13.3 m,坡比 1∶3,壩長2 236 m。上游護坡255.10 m以下為干砌石,以上至壩頂為混凝土板。其中,256.10 m以上混凝土護坡于2002年完工,2007年又進行了護坡翻修加固工程,將255.10 m~256.10 m原來的干砌石護坡改為混凝土護坡。
2002年鬧龍河水庫土壩上游護坡從256.10 m至壩頂261.10 m已由原來的干砌石護坡改建成混凝土護坡,因當(dāng)時建設(shè)資金不足,256.10 m以下土壩干砌石護坡及齒墻未進行加固處理。2005年9月以后,水庫第一次蓄水達到256.10 m以上,2006年水庫冰面解凍后水位下降,發(fā)現(xiàn)干砌石護坡與混凝土護坡接觸處出現(xiàn)全線(總長1 900 m)坍塌,護坡墊層流失,塊石出現(xiàn)塌陷、空洞并大面積脫落下滑。256.10 m處的齒墻全線毀壞并形成坑穴,部分坑穴深度達1 m左右。256.10 m以上的混凝土護坡局部向下移動,形成板縫,部分甚至開裂15 cm左右。其主要原因是:干砌石護坡下沉,而且固腳經(jīng)水沖淘后消散破壞,混凝土板下的壩體料亦隨風(fēng)浪流失,靠固腳的混凝土板下架空,致使上部混凝土板下移,混凝土護坡板間縫隙明顯加大。且水庫土壩在施工過程中碾壓不實,壩體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不均勻沉陷,隨著沉陷的發(fā)展,裂縫進一步擴大。
為防止破壞加劇,水庫于2007年又進行了土壩上游護坡翻修加固,將255.10 m~256.10 m原有干砌石護坡拆除,改為混凝土護坡,并新做固腳,穩(wěn)定了上部混凝土板,保持原有裂縫不再增加擴大。
水庫上游混凝土護坡因裂縫寬度較大,已對大壩的安全產(chǎn)生不利影響。在雨水的侵蝕等環(huán)境因素長期影響下,混凝土護坡壽命顯著下降,出現(xiàn)起皮、風(fēng)化粉碎等現(xiàn)象。且水位上漲后,風(fēng)浪會從裂縫中不斷沖刷混凝土下墊層,浸泡壩體。長期以往,土壩護坡將會繼續(xù)擴大損壞程度,極易造成安全事故。為確保水庫工程防洪、供水安全,必須采取有效措施對裂縫進行處理。
對裂縫的處理,應(yīng)根據(jù)縫的寬窄采取不同的措施。
1)采用乳化瀝青灌縫的方法。
2)掌握好處治時間,對于不管是何種原因引起的裂縫,其處治時間宜為每年的3—4月,即春季處治最佳,因經(jīng)過一個冬季的“冷縮”過程,裂縫的縫寬在初春時應(yīng)為最大值,此時灌入乳化瀝青,在氣溫升高時,裂縫逐步變小,在多雨時,會起到良好的阻水作用。
3)對于縫寬在6 mm以下的裂縫,首先用清縫機順著裂縫從一端開始慢慢至另一端,將裂縫中的雜物清除,并往返幾次,直到將縫中的雜物清除干凈,然后將裂縫周圍清掃干凈后,用裝滿乳化瀝青的灌縫機灌注裂縫。將整個裂縫灌滿后,均勻地將篩好的石屑或細砂撒到裂縫中。并應(yīng)適當(dāng)做好養(yǎng)護。
4)縫寬6 mm以上的裂縫,首先清理縫中雜物后,用高含量的乳化瀝青與細砂拌制的混合料分層填入縫中,用工具夯實,填筑的混合料應(yīng)與混凝土板面齊平,乳化瀝青量控制在14%~20%??p越寬,其乳化瀝青用量越小。裂縫填注完成后,再用特制的刷子順裂縫方向刷一道乳化瀝青,然后在其上再撒干凈的石屑或細砂。
5)對于龜裂和網(wǎng)裂并伴有嚴重沉陷的部位,進行單純的灌縫已沒有任何意義,應(yīng)盡快進行挖補,以防雨水下滲;對于較輕微的龜裂和網(wǎng)狀裂縫,應(yīng)盡快進行封縫,用特制的刷子順裂縫方向刷涂乳化瀝青,然后應(yīng)加強早期養(yǎng)護,注意觀測,隨其破壞程度的發(fā)展,應(yīng)最終采用挖補的方法,徹底處治。
經(jīng)上述方法處理后,最大程度地降低了雨水和風(fēng)浪對混凝土護坡的破壞,有效延長了護坡的壽命,對于鬧龍河水庫的安全度汛和大壩的穩(wěn)定起到了重要的作用。
裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,也是水利工程中常見的工程病害。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,而且會造成混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力。因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區(qū)別對待,采取有效措施,盡可能不出現(xiàn)或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度,尤其要盡量避免有害裂縫的出現(xiàn)。并對已產(chǎn)生的裂縫則要采用合理的方法進行處理,確保建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。