劉勇軍 張正勇 石永剛

（中國(guó)水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610000）

1 工程概況

1.1 概 述

阿爾塔什水利樞紐工程是國(guó)家172項(xiàng)節(jié)水供水重大水利工程之一，其擋水壩為混凝土面板砂礫石堆石壩，壩頂高程1825.8m，最大壩高164.8m，壩頂寬12m，壩長(zhǎng)795m。面板頂高程1821.8m，底部最低高程1662.4m，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30、抗?jié)B等級(jí)為W12、抗凍等級(jí)為F300，普通硅酸鹽水泥，摻聚乙烯醇PVA纖維，面板混凝土設(shè)計(jì)工程量約121349m3。面板頂部厚度為0.4m，面板底部厚度為0.96m，坡比為1∶1.7，最大坡長(zhǎng)315.6m，共計(jì)76塊面板。面板寬度主要分12.0m與6.0m兩種，其中河床部位受壓區(qū)寬12.0m面板45塊，岸坡部位受拉區(qū)板寬6.0m面板25塊（左岸11塊、右岸14塊），右岸端頭寬12.0m面板6塊。

1.2 自然條件

工程位于新疆塔里木盆地西部，地處歐亞大陸腹地，因遠(yuǎn)離海洋，周邊又有高山隔離，加上大沙漠的影響，呈典型的大陸性氣候，其主要特點(diǎn)為:氣候年變化較大，日溫差大，空氣干燥，日照長(zhǎng)，蒸發(fā)強(qiáng)烈，降水量稀少。多年平均風(fēng)速為2.0～2.2m/s，多年平均月蒸發(fā)量為143～382mm，多年平均月降水量3.6～8.5mm，多年平均相對(duì)濕度40%～47%。由于工程區(qū)具有早晚溫差大、干燥風(fēng)多的特點(diǎn)，這些都是不利于面板混凝土防裂施工的因素，這樣惡劣的氣候環(huán)境，毫無疑問給混凝土面板養(yǎng)護(hù)帶來了很大的困難，對(duì)混凝土面板養(yǎng)護(hù)提出了更高的要求。

2 施工工藝簡(jiǎn)述

2.1 面板混凝土設(shè)計(jì)技術(shù)要求

面板混凝土采用C30F300W12，普通硅酸鹽水泥，摻聚乙烯醇PVA纖維，要求混凝土水灰比應(yīng)小于0.45，水泥用量宜大于300kg/m3，氯離子含量應(yīng)小于0.2%，堿含量應(yīng)小于3kg/m3。面板鋼筋采用雙層雙向鋼筋，鋼筋為HPB400，其混凝土保護(hù)層厚度為100mm。經(jīng)配合比試驗(yàn)確定其配合比。施工配合比見表1。

表1 阿爾塔什水利樞紐面板混凝土施工配合比及拌和物性能參數(shù)

2.2 面板混凝土施工簡(jiǎn)述

面板澆筑采取跳倉(cāng)方式自下而上進(jìn)行，混凝土自壩頂臨時(shí)斷面經(jīng)長(zhǎng)溜槽入倉(cāng)，結(jié)合卷?yè)P(yáng)機(jī)提升無軌滑模進(jìn)行施工，單塊面板要求一次連續(xù)完成澆筑作業(yè)。在面板混凝土澆筑過程中，及時(shí)進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)，并在混凝土表面采用布置花管的方式進(jìn)行常流溫水養(yǎng)護(hù)。阿爾塔什一期面板混凝土表面依次鋪設(shè)土工布、雙層氣泡膜和復(fù)合土工膜進(jìn)行保溫保濕覆蓋養(yǎng)護(hù)，同時(shí)對(duì)養(yǎng)護(hù)用水溫度進(jìn)行控制調(diào)整，以保證養(yǎng)護(hù)效果。

阿爾塔什大壩工程一期面板自2018年3月10日開始澆筑，于5月28日完成13～56號(hào)共計(jì)44塊面板混凝土澆筑，歷時(shí)80天，分別將單塊面板從底部一次性澆筑至1715.0m頂高程，澆筑混凝土總量3.8萬m3，總表面積4.4萬m2。

3 一期面板裂縫檢查結(jié)果及分析

3.1 裂縫普查方法

2018年6—9月期間在一期面板裂縫普查過程中，依據(jù)不同的測(cè)試精度要求，采用全站儀對(duì)外觀裂縫的位置進(jìn)行測(cè)量，采用米尺對(duì)外觀裂縫長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量，采用裂縫觀測(cè)儀和塞尺對(duì)裂縫寬度進(jìn)行測(cè)量，采用BJCS-2型混凝土裂縫測(cè)深儀對(duì)裂縫深度進(jìn)行檢測(cè)。

3.2 首次面板裂縫普查情況

2018年6月10—22日，進(jìn)行了首次面板裂縫普查，發(fā)現(xiàn)面板裂縫43條，總長(zhǎng)度為188.4m，其中最大縫寬0.3mm，最小縫寬0.1mm，橫向貫通裂縫6條。

3.3 第二次面板裂縫普查情況

2018年8月22日—9月15日，進(jìn)行了第二次面板裂縫普查，發(fā)現(xiàn)面板裂縫138條，總長(zhǎng)度為1414.2m，其中最大縫寬0.3mm，最小縫寬0.1mm，橫向貫通裂縫101條，面板裂縫分布情況見圖1。

4 裂縫分布情況分析

影響面板裂縫產(chǎn)生的原因眾多，如施工工藝、混凝土質(zhì)量、壩體沉降、環(huán)境、養(yǎng)護(hù)情況等，但對(duì)以上兩次面板裂縫檢查結(jié)果進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)后，無法直觀得出裂縫發(fā)展與混凝土質(zhì)量、環(huán)境、養(yǎng)護(hù)情況存在的相關(guān)性，以下僅從面板澆筑時(shí)間延長(zhǎng)和澆筑序列方面進(jìn)行裂縫發(fā)展的討論。

圖1 面板裂縫分布（2018年9月15日）

4.1 面板澆筑時(shí)間與裂縫發(fā)展關(guān)系

一期面板澆筑于5月28日完成，從澆筑完成后的25天完成首次裂縫普查，檢查裂縫數(shù)量43條，總長(zhǎng)188.4m；延后85天后完成第二次裂縫普查，檢查裂縫數(shù)量138條，總長(zhǎng)1414.2m。第二次普查裂縫數(shù)量較第一次增長(zhǎng)95條，增長(zhǎng)率為220.9%；總長(zhǎng)度較第一次增長(zhǎng)1225.8m，增長(zhǎng)率為650.6%；貫通縫增加95條，增長(zhǎng)率為1583.3%。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，面板裂縫發(fā)展隨面板澆筑時(shí)間的延長(zhǎng)呈增多趨勢(shì)，且增長(zhǎng)較為明顯。兩次裂縫統(tǒng)計(jì)分析情況見表2。

表2 兩次裂縫分析統(tǒng)計(jì)

4.2 澆筑序列與裂縫發(fā)展關(guān)系

面板施工采用跳倉(cāng)澆筑的施工工藝，即先澆筑奇數(shù)倉(cāng)（從一期面板中間部位的35號(hào)面板開始），后進(jìn)行偶數(shù)倉(cāng)面板澆筑。由此導(dǎo)致Ⅰ序倉(cāng)無兩側(cè)約束，自由度大；Ⅱ序倉(cāng)兩側(cè)的Ⅰ序倉(cāng)已澆筑完成，對(duì)其形成了約束，自由度小。根據(jù)第二次面板裂縫統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，Ⅰ序倉(cāng)裂縫19條，而Ⅱ序倉(cāng)裂縫119條，相差懸殊。具體1序、2序面板所分布的裂縫統(tǒng)計(jì)情況見表3。

表3 Ⅰ序、Ⅱ序面板裂縫統(tǒng)計(jì)

根據(jù)Ⅰ序面板和Ⅱ序面板的特點(diǎn)，及裂縫統(tǒng)計(jì)情況，Ⅰ序面板呈自由狀態(tài)，左右無約束，而Ⅱ序面板將受Ⅰ序面板的約束，且由于Ⅱ序面板澆筑過程中，相鄰的Ⅰ序面板混凝土強(qiáng)度已達(dá)到80%以上，在擠壓約束下，便更容易產(chǎn)生裂縫。

5 面板裂縫處理

5.1 裂縫處理原則

阿爾塔什水利樞紐工程地處寒冷區(qū)，壩基覆蓋層較厚，地震烈度高，一期面板均在上游防滲補(bǔ)強(qiáng)土料保護(hù)范圍內(nèi)，針對(duì)裂縫發(fā)展的不同程度，提出處理標(biāo)準(zhǔn)及措施如下:

a.面板裂縫處理需滿足表面封閉、防滲、混凝土補(bǔ)強(qiáng)要求。

b.縫寬小于0.15mm，進(jìn)行表面封閉處理，采用涂刷高性能環(huán)氧膠泥進(jìn)行涂層封閉處理。

c.縫寬不小于0.1mm、小于0.15mm，縫長(zhǎng)大于6m，進(jìn)行內(nèi)部灌漿、表層封閉處理，采用高性能改性環(huán)氧灌漿材料進(jìn)行化學(xué)灌漿，后涂刷高性能環(huán)氧膠泥進(jìn)行涂層封閉處理。

d.縫寬不小于0.15mm，進(jìn)行內(nèi)部灌漿、表層封閉處理，采用高性能改性環(huán)氧灌漿材料進(jìn)行化學(xué)灌漿，后涂刷高性能環(huán)氧膠泥進(jìn)行涂層封閉處理。

5.2 裂縫處理檢查與結(jié)論

面板裂縫處理后進(jìn)行壓水檢測(cè)及抽芯檢測(cè)。壓水檢查可在灌漿結(jié)束28天后進(jìn)行，壓水檢測(cè)壓力為0.3MPa，壓水檢測(cè)合格標(biāo)準(zhǔn)為透水率不大于0.1Lu。灌漿結(jié)束28天以后可以進(jìn)行抽芯檢查，結(jié)合裂縫的深度、開合度及灌漿壓力，裂縫描述資料、灌注量等現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，進(jìn)行選縫取芯后再綜合評(píng)定。

灌后壓水試驗(yàn)檢測(cè)表明灌漿效果良好；經(jīng)抽芯取樣，檢查孔巖芯完整，裂隙中有環(huán)氧材料填充，處理后面板質(zhì)量滿足相關(guān)要求。

6 結(jié) 語(yǔ)

阿爾塔什大壩工程一期面板澆筑時(shí)間選擇在3—5月，該時(shí)期處于低溫季節(jié)，晝夜溫差較小，可以盡量避免環(huán)境對(duì)面板裂縫造成較大的影響。對(duì)一期面板澆筑完成后兩次面板裂縫普查結(jié)果，采用統(tǒng)計(jì)分析的方法探討裂縫發(fā)展規(guī)律，形成了初步的結(jié)論。同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)裂縫實(shí)際情況與相關(guān)工程裂縫處理原則，對(duì)阿爾塔什面板裂縫提出處理原則，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)處理效果較好。通過進(jìn)一步的分析與總結(jié)，可對(duì)后續(xù)面板裂縫防控、面板施工工藝優(yōu)化等方面提供參考。