高含沙高速过流堰面抗冲磨混凝土裂缝处理实践.pdf
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1、高含沙高速过流堰面抗冲磨混凝土裂缝处理实践 1前言 摘要 关键词 王嵩松黄烨 ( 中国水利水电建设工程咨询西北公司 陕西 西安7 1 0 0 7 5 ) 本文从现场施工条件、 过程控制等方面做了介绍, 重点对裂缝成因、 裂缝化学灌浆的程序及工艺 进行了阐述。通过闸坝度汛泄洪后检查 , 对处理效果进行实例验证, 结果满足设计要求; 对类似 工程的抗冲磨混凝土裂缝处理, 具有 良好的借鉴和指导作用。 抗冲磨混凝土; 高速过流面; 裂缝化灌 中图分类号: T V 6 5 1 1 文献标识码 : B 尼 泊尔 上崔树 里 3 A水 电站为径 流 引水 式电站, 是崔树里河四个梯级电站之一, 工程 区距
2、离尼泊尔首都加德满都北部约 1 0 0 k m, 电 站坝址处多年平均流量为 1 9 2 6 7 m , 设计引 用发电流量 5 l m , 河道坡降大于 3 0 0 , 泄洪 建筑物年运用达 5 0 0 0 h以上 , 将会长时间受大 量推移 质泥沙的磨损 。 挡水闸坝一期工程在溢流堰抗冲磨混凝 土施工完成后 , 堰面出现了裂缝 。因溢流堰处 于高速过 流区 , 长期位 于水下 , 后期检查 和修 复 困难 。如处置不 当将在后 期对 电站正 常运 行造成影响,并将加大维护和修复成本 。因 此 ,针对 工程 特点和运行 条件 ,检查分 析成 因 , 尤 其是要选用合适 的工艺和材料 , 一次
3、性 解决高速过流区混凝土裂缝处理,并保证经 济 、 可靠的效果是解决问题的关键 。 2基本资料 2 1 T程概况 该电站工程装机容量 6 0 M W, 为三等中型 工程 , 主要任务是发电, 年发电运行时间超过 8 0 0 0 h 。主要建筑物为 3 级 , 包括 壅水建筑物 、 泄洪建筑 物 、 引水 系统 建筑物 、 发 电厂房及开 关站等。其拦河闸坝的主要作用是壅高进水 口水位 , 从而保证进水 口的设计引用流量, 并 在洪水期 能够正常宣 泄河道洪水 。主体结构 包括 4孔开敞式有闸溢流堰 、 自由溢流堰 以及 鱼道。 有闸溢流堰体采用 W E S 标准实用堰型, 控制段长 3 2 5
4、 m, 堰顶高程 E L 8 6 1 5 m, 单孔净 宽 l 1 6 m。堰体表层 以及 闸墩下 部 2 m高范 围 均设有 5 0 c m厚的 C 4 0硅 粉抗 冲耐磨混凝土 。 2 _2 水文、 气象及地质情况 崔树里河发源于中国西藏,电站以上流 域位于喜马拉雅山脉的高山区域 , 河谷狭窄, 主要水 源 是 喜马 拉雅 山脉 的雪 山 和冰 川融 水 。工 程 区在 炎热 的夏 季最 高 温度 为 3 6 4 l , 在冬季最低气温可达 1 5 一 7 。 工程 百年一遇和 千年一遇重 现期 的洪 峰 流量分别是 1 6 0 6 m3 s 和 2 4 2 4 m 3 s 。 每年 6月
5、 9月为雨季 , 月径 流 占年径流 的 7 5 。 8 。河 流 泥沙 由洪水带来 ,河床质主要 由砂砾卵石 夹 漂石组成 ,近年检测资料表明最大含沙量 6 8 3 5 g , 且含有大量的推移质 。 拦河闸坝除左侧坝肩位于基 岩外 , 整个 坝 基 和右岸取水结构 均位 于河流 的深厚覆盖层 上 , 原岩岩性为 片麻 岩 、 石英岩 和片岩 。地基 承载力标准值大于 4 0 0 k P a ,能满足枢纽建筑 物 的建基面要求 。 3施工过程控制及裂缝检查情况 3 1 C 4 0 抗冲磨混凝土配制 砂石 骨料料源为工程 区域河 滩料场砂 卵 石, 在筛分厂加工后直接用于拌制混凝土。骨 料无潜
6、在碱 一硅酸盐反应危害物质,氯化物 含量 、 压碎指标 、 云母和针片状含量等各项检 测指标结果符合规范要求, 级配良好。胶凝材 料采用印度生产 的 4 3级水泥 和适 量硅粉 , 为 降低水化热并保证 昆 凝土施工质量, 配合比中 还掺用了 1 0 粉煤灰及 0 6 的高效缓 凝减水 剂。混凝土设计龄期为 2 8 d , 抗压强度保证率 P = 9 5 , 和易性良好, 拌和生产质量控制 良好。 3 2浇筑施 工控制 坏区,因此不会发生倾倒破坏, 3 组裂隙的极 点 不在滑动破坏 区 ,滑动破坏发 生的可能性 较 小 , 组合裂 隙的极点分布在 滑动破坏 区, 第 二组 和第三组裂 隙有楔体
7、破坏 的危险 ,第一 组和第二组组合裂隙的极点在滑动破坏区的 边缘 , 有楔体 破坏 的可能 , 应进 行稳定 验算 。 N 图 3 赤平投影极点分析图 以组合裂隙为后缘拉裂面,以边坡岩层为底 滑面产生的滑动破坏也是存在的,对单滑面 型和双滑面型均应进行分析计算。 从 分析 图形和判 断结果可 以看 出 ,两种 方法判断结果一致。极点分析法与赤平投影 大圆分析法 相 比有一定 的优势 ,大 圆分析法 不能判断倾倒破坏范围,失稳模式判断不如 极点分析法精准,尤其是在节理面较多的情 况下,采用极点分析法分析失稳模式和范围 则更加清晰。 4结语 在进行岩 质边 坡稳 定性 初 步判 别时 , 在 节
8、 理 面 较 少 的情 况 下 可 采 用 大 圆 分析 法 , 在节理裂隙面较多的情况下采用极点分析 法较 为 方便 。 但是 此 方法 只 可用 于初 步 稳 定分析判断 , 需要针对滑动 、 楔体 、 倾倒等 破 坏模 式 做进 一 步 的分析 ,计 算 安 全 系数 和采 取 支 护措 施后 的效果 ,才 能 最 终确 定 边坡 稳定 状态 。陕西水 利 参考文献 1 1 陈祖煜 , 汪小刚 , 杨健等 岩质边坡稳 定性 分 析 一原理 方法 程序 MI 北京 : 中国水利水 电 出版 社 2 0 0 5 2 1 昊绍强 极射赤平投影 法在岩质 边坡 稳定性 分析 中的应用U J 西部
9、探矿工程 2 0 0 9 , 2 1 ( 1 0 ) 3 杨 洪, 巫德斌 赤平投 影法极 点分析 法在 岩 质 开挖边坡破坏模 式分析 中的运 用 J 1 低碳 世 界 2 0 1 3 , (2 4 ) ( 责任 编 辑 : 畅妮 ) 大坝施工采取分两期导流方案, 设有 2 孔 闸的 4 #坝段属 一期工 程 ( 编号分 别为 1 # 、 2 #孑 L ) ,混凝土浇筑施工采取 “ 先深后 浅、 先高后低” 的原则, 从齿槽开始按 2 m高 度逐层升仓浇筑。 溢流堰混凝土采取分期浇筑方案 , 在 完成 一期 C 2 0台阶基 础混凝土后 ,分 3段 完成溢流面表层 5 0 e ra厚 C 4
10、 0 硅粉抗冲磨 混凝土浇筑,其中 1 # 孔采用拉模法浇筑 , 孔采用拼装小钢模逐层翻模的方法施 工 。C 4 0混凝土浇筑均安排在夜间进行 , 施 工期温控满足设计要求 , 浇筑完成后采用 土工布及时覆盖并采取长流水养护,于雨 季前完成 该部位施工 ,当年汛 期该 闸坝未 过水 。 3 3混凝土裂缝检查 雨 季 后在 两孔 堰 面 均 发现 了多 条裂 缝,主要分布在弧门底坎下游部位的斜线 段 , 裂缝 基本 呈直线状 , 缝宽沿 全长没有大 的变化 , l 孔 的裂缝条数略多于 2 #孔 。经 检查顺水方向裂缝宽度大部分为 0 1 m m , 最大为 0 5 ra m , 深度小于 l
11、O c m ; 河方向裂 缝宽度为0 5 m m 2 O m m, 深度较顺水向裂 缝深 、 长度横贯堰面 。裂缝分布见 图 3 - 1 。 4裂缝成 因分析 通过对裂缝分布、 位置素描以及切割、 钻 孔检查, 结合施工过程控制情况分析认为: ( 1 )在台阶式基础上 浇筑 C 4 0抗 冲耐 磨堰面混凝土时,该流态的混凝土尽管经 过振捣, 但仍存在重力作用下产生沉降, 混 凝土本身收缩等因素。 ( 2 )施 工时部分模 板架立: 割 除不彻 表 5 1 H K G一 2环 氧灌 浆材料主要性能表 项 目 指标 配合 比例 A: B ( 重量 比) 5 : 1 7 : 1 化灌浆液性 能指标
12、浆液密度( g , c I n 2 ) 1 0 8 O 0 5 浆液初 始粘度 ( MP a s ) 1 8 本体抗压强度( MP a ) 7 0 固结体 本体抗拉强度( M P a ) 2 0 性能指标 拉伸剪切强度( M P a ) 8 0 ( 2 8 d) 干粘结 4 0 粘结强度( MP a ) 湿粘结 3 O 底, 是导致顺水方向裂缝产生的主要原因。 ( 3 )顺 水流方 向的裂缝 产生跟施 浇筑 方向控制也有一定的关系。 ( 4 )横河方向裂缝的产生同时受到一 期基础台阶棱角钝化处理及工艺控制因素 的影 响。 经判断已发现裂缝总体以表层裂缝为 主,为保证该关键部位的施工质量和可靠
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