宋恩來

（東北電網(wǎng)有限公司，遼寧沈陽110181）

0 概述

大壩蓄水后即承受水壓力、滲透壓力、溫度和冰壓力等各種荷載，同時(shí)還受到外界環(huán)境（如溫度變化、凍融、凍脹、碳化、水質(zhì)侵蝕等）的影響。若干年后，老化現(xiàn)象逐漸顯露出來，開始出現(xiàn)一些病癥。修建較早的大壩，限于當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)和施工水平，有的大壩往往帶病運(yùn)行。為保證大壩安全運(yùn)用，除正常檢查、監(jiān)測、維護(hù)外，對(duì)存在和出現(xiàn)的各種病害及缺陷等要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。

東北幾座大壩采取補(bǔ)強(qiáng)加固措施后，消除了缺陷和隱患，保證了大壩安全運(yùn)行，收到了很好的效果，并取得了一定的經(jīng)驗(yàn)，但也有一些教訓(xùn)值得注意和吸取。筆者根據(jù)幾座大壩在補(bǔ)強(qiáng)加固中出現(xiàn)的一些問題，談些個(gè)人看法，供參考并引起重視。

1 壩體防滲和排水

混凝土壩的各種病害和缺陷，大多數(shù)始發(fā)于或顯露于大壩外表面，如裂縫、凍融和凍脹、破損、滲漏、磨蝕、碳化、風(fēng)化、鋼筋銹蝕以及外部變形等。常用的處理方法是表層混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固，即挖除破碎的老混凝土，重新再澆筑一層新混凝土，有的要配置鋼筋和錨筋，對(duì)結(jié)構(gòu)危害較大的裂縫采用錨索等處理。在對(duì)外部進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)的同時(shí)，也要重視壩體內(nèi)部，對(duì)其采取帷幕補(bǔ)強(qiáng)（或其它防滲）、排水等措施，以減少滲漏，降低揚(yáng)壓力。

豐滿和水豐大壩均始建于1937年，對(duì)溢流壩面都進(jìn)行過補(bǔ)強(qiáng)加固。由于水豐大壩重視排水，取得了很好的效果。而豐滿大壩，補(bǔ)強(qiáng)加固后壩體揚(yáng)壓力值高于規(guī)范規(guī)定值（α=0.30）和修補(bǔ)前的數(shù)值。這不僅影響壩體混凝土溶蝕，主要是加劇了壩體凍融和凍脹，尤其是影響溢流壩段安全泄洪。

1.1 豐滿大壩

1.1.1 工程概況

電站為一等大（1）型工程，大壩為Ⅰ級(jí)建筑物。首次大壩安全定檢確定，按重現(xiàn)期500年洪水設(shè)計(jì)，按重現(xiàn)期10000年洪水校核，校核洪水位267.7 m，正常蓄水位263.5 m，死水位242.0 m?？値烊?09.88億m3，為不完全多年調(diào)節(jié)水庫。

大壩為混凝土重力壩，最大壩高91.7 m，壩頂高程原為266.5 m，加高1.2 m后，現(xiàn)為267.7 m。壩頂寬9～13.5 m，上游面坡度1∶0.048～1∶0.05，下游面坡度1∶0.75～1∶0.78。壩頂全長1080 m，共分60個(gè)壩段，其中9～19號(hào)壩段為溢流壩段，設(shè)有11個(gè)溢流孔口，堰頂高程252.5 m。溢流面自堰頂起為奧式曲線，下接1∶0.78坡度的直線段和半徑R=30.0 m的反弧段，護(hù)坦長50.0 m，寬198.0 m。

1.1.2 溢流面補(bǔ)強(qiáng)加固

由于混凝土凍融與凍脹破壞，1986年泄洪時(shí)，12～13號(hào)壩段溢流面被沖毀面積1091 m2，沖走混凝土約1917 m3，沖坑寬22 m，長19 m，深2～3 m。1986～1987年對(duì)破壞的溢流面進(jìn)行了搶修和全面加固。

（1）對(duì)沖毀的12～14號(hào)壩段（194～221 m高程）進(jìn)行補(bǔ)修，開挖深度1.2～3.0 m，插筋為?22的螺紋鋼筋，長度4 m，插入老混凝土至少1.5 m，間距0.5 m；構(gòu)造筋為?20的鋼筋，縱橫向間距均為25 cm；根據(jù)抗凍、耐磨和抗沖的要求，混凝土選用R28300 D300。

（2）對(duì)大壩溢流面全面加固，開挖深度50 cm，高程236.6～200.89 m鑿毛處理，高程200.89～193.00 m開挖深度30～50 cm；12～14號(hào)壩段高程220.0～248.0 m開挖深度1.2 m，高程193.0～200.89 m開挖深度30～50 cm；15號(hào)壩段高程193.0～248.0 m平均開挖深度2.5 m。錨筋采用?22螺紋鋼筋，間距1.0 m，長3.5～5.0 m。鋼筋網(wǎng)采用?16螺紋鋼筋，縱橫間距均為25 cm，鋼筋網(wǎng)在高程248 m保護(hù)層為20 cm，并在5 m范圍內(nèi)過渡到40 cm，在下反弧末端由40 cm過渡到20 cm?；炷恋臉?biāo)號(hào)為R300D300。

（3）上游面226～245 m高程防滲：瀝青混凝土防滲層厚度10 cm，面板尺寸200 cm×60 cm×6 cm（長×寬×厚），并與上部鋼筋混凝土連成整體。

1.1.3 運(yùn)行情況

上游226 m高程以下未做防滲層，大壩尚有漏水通道。溢流面修補(bǔ)后，壩體揚(yáng)壓力值高于規(guī)范規(guī)定值（α=0.30）和修補(bǔ)前的數(shù)值。從設(shè)在16號(hào)壩段的觀測孔（設(shè)3個(gè)孔）實(shí)測得知，揚(yáng)壓力隨庫水位變化，有良好的正相關(guān)，即庫水位升高揚(yáng)壓力也升高；與觀測孔距上游的距離呈負(fù)相關(guān)，距上游面越近揚(yáng)壓力越大，16號(hào)壩段α=0.60。

大壩位于寒冷地區(qū)，高揚(yáng)壓力導(dǎo)致下游滲水出逸點(diǎn)較高，造成溢流面凍融和凍脹。1996年對(duì)溢流壩面進(jìn)行近距離的詳細(xì)調(diào)查，在194.53～252.50 m范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)水平縫297條，豎向逢160條，共計(jì)457條。2005年3～4月，選取有代表性的13～15號(hào)壩段進(jìn)行了裂縫詳查。與1996年對(duì)比表明，裂縫數(shù)量有所增加，1996年裂縫總數(shù)為736條，而2005年為996條。

溢流面凍脹將影響其耐久性和安全性，溢流面凍脹損壞后，泄洪時(shí)會(huì)出現(xiàn)1986年溢流面沖毀的現(xiàn)象，如繼續(xù)泄洪會(huì)使沖壞范圍擴(kuò)大，直至壩段失去穩(wěn)定。如關(guān)閉閘門，會(huì)逼高庫水位，其后果是使小洪水變成大洪水，造成安全風(fēng)險(xiǎn)。

1.1.4 溢流壩段防滲和排水

2008～2009年溢流壩段進(jìn)行的防滲和排水工程措施如下。

（1）帷幕灌漿與排水孔布置

壩體防滲灌漿布置為雙排孔，第一排基本帷幕灌漿孔在壩軸線下0+002.7 m，第二排加強(qiáng)帷幕灌漿孔在壩軸線下0+003.0 m?？拙嗑鶠?.0 m，上、下排錯(cuò)孔布置，每個(gè)壩段布置18個(gè)基本帷幕灌漿孔，17個(gè)加強(qiáng)帷幕灌漿孔。另外，在13號(hào)、15號(hào)壩段，對(duì)原導(dǎo)流中孔進(jìn)行加強(qiáng)封堵灌漿。每個(gè)導(dǎo)流中孔布置5孔，孔距1.0 m，鉆孔深約24 m，灌漿段長度10 m。在11號(hào)、12號(hào)和14號(hào)壩段，對(duì)原導(dǎo)流底孔進(jìn)行加強(qiáng)封堵灌漿。每個(gè)導(dǎo)流中孔布置5孔，孔距1.0 m，鉆孔深約12 m，灌漿段長度12 m。灌漿采用密孔、高壓、磨細(xì)水泥濃漿灌注。帷幕灌漿合格標(biāo)準(zhǔn)為q≤0.1 Lu。

帷幕下游排水孔布置在壩軸線下0+004.2 m，孔距2.25 m，每個(gè)壩段8孔，孔徑150 mm，下部與基礎(chǔ)廊道連通。在基礎(chǔ)廊道鉆設(shè)三排扇形排水孔，第一排仰角60°，每個(gè)壩段8個(gè)孔；第二排仰角30°，每個(gè)壩段7個(gè)孔；第三排仰角10°，每個(gè)壩段7個(gè)孔。各排排水孔孔距2.25 m，各排孔位均錯(cuò)開0.75 m，孔徑110 mm。

（2）補(bǔ)強(qiáng)加固效果

經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)加固后，多數(shù)壩段揚(yáng)壓力系數(shù)和揚(yáng)壓力水柱有所降低，揚(yáng)壓力系數(shù)為0.01～0.51，揚(yáng)壓力水柱高度為0.84～4.38 m。其中，17號(hào)壩段揚(yáng)壓力有上升的趨勢(shì)。壩體滲漏水有所減少，在上游水位251.65 m（2009年11月23日）時(shí)，溢流壩段總滲漏水為17.1 L/min。

鉆設(shè)新排水孔后，排水效果好于原壩體排水孔，對(duì)降低壩體滲壓起到了一定作用。

綜合看來，觀測時(shí)間較短，總的效果有待長期監(jiān)測來驗(yàn)證。

1.2 水豐大壩

1.2.1 工程概況

電站為一等大（1）型工程，大壩為Ⅰ級(jí)建筑物。大壩按重現(xiàn)期1000年洪水設(shè)計(jì)，按重現(xiàn)期10

000年洪水校核，設(shè)計(jì)洪水位127.40 m，校核洪水位130.45 m，正常蓄水位123.3 m，死水位95.0 m?？値烊?49.5億m3，為不完全多年調(diào)節(jié)水庫。

大壩為混凝土重力壩，最大壩高106.4 m，壩頂寬8.5 m。壩頂全長899.5 m，共分60個(gè)壩段，其中24～49號(hào)壩段為溢流壩段。溢流壩上游面高程85.0 m以上為垂直，高程85.0 m以下壩坡為1∶0.05，溢流壩下游壩坡為1∶0.78，與護(hù)坦連接處反弧段的反弧半徑為32.7 m（原25.0 m），后接長50.0 m護(hù)坦。溢流段長390 m。

1.2.2 溢流面補(bǔ)強(qiáng)加固

大壩混凝土未考慮凍融，溢流壩面破損很快。在1945年汛期泄洪流量12200 m3/s、1947年汛期泄洪流量9800 m3/s時(shí)，溢流面普遍破壞，破壞深度在10 cm以上的部位就有200多處，總破壞面積達(dá)13000 m2，破壞平均深度已達(dá)15 cm，最大深度達(dá)2.5 m，沖掉混凝土約2萬m3。消力池結(jié)構(gòu)破壞更加嚴(yán)重，最大沖深達(dá)4.8 m。

（1）溢流壩段上下游面補(bǔ)強(qiáng)

將壩體原混凝土挖深80 cm，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)（?25間距30 cm）。為了保證與原混凝土的整體性，每1 m2插筋1根（?25），插入原混凝土深度為1.0 m，然后澆筑1.5 m厚的新混凝土?；炷猎O(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為R28250D200，摻入加氣劑，并采用真空作業(yè)。為保證大壩的安全，對(duì)溢流面進(jìn)行了全面補(bǔ)強(qiáng)加固，包括溢流壩段上游面104.2 m高程以上部分到下游面的所有范圍。

（2）消力池的補(bǔ)強(qiáng)與改造

在原消力池結(jié)構(gòu)上澆筑了2～5 m厚的補(bǔ)強(qiáng)混凝土，并配置鋼筋網(wǎng)（?20，間距30 cm），同時(shí)將原消力池結(jié)構(gòu)改成梳齒狀（三角形消力墩）。即將護(hù)坦加厚2～5 m，反弧半徑加長至32.7 m，并在護(hù)坦末端設(shè)三角形消力墩，墩高6.0 m，長18.0 m，在護(hù)坦上共設(shè)有16個(gè)，并延長了發(fā)電廠房部分的導(dǎo)墻。

（3）溢流壩段的排水

在靠近溢流面的壩體內(nèi)設(shè)置了3層縱向排水廊道（高程分別為87.5 m、47.5 m和31.0 m），在廊道內(nèi)每個(gè)壩段又鉆設(shè)了排水孔系統(tǒng)，排水孔垂直壩軸線。在廊道內(nèi)能看到排水孔有水流出或滲出，然后流入排水廊道。

1.2.3 運(yùn)行情況

在溢流面內(nèi)設(shè)置排水系統(tǒng)，從而保持大部分溢流面混凝土干燥，減少溢流面混凝土凍融和凍脹破壞。1958年補(bǔ)強(qiáng)加固后未發(fā)生較嚴(yán)重的破壞。1995年大壩泄洪后，溢流面下部及反弧段破壞比較普遍，總破壞面積達(dá)770 m2，破壞深度30～40 cm，有的可看到鋼筋。

2 閘墩裂縫

2.1 豐滿大壩閘墩裂縫

2.1.1 溢流孔及閘墩情況

溢流孔位于9～19號(hào)壩段，共11孔，結(jié)構(gòu)型式為潛孔式，寬12 m，高6 m。閘墩厚6 m（壩段間橫縫設(shè)有鍵槽），頂寬11.4 m，上游面直立，下游面以1∶0.7的坡度傾向下游。堰頂高程252.5 m，消能方式為底坎挑流。大壩加固時(shí)將孔口頂緣及兩側(cè)同改為長、短半徑分別為2.7 m、2.0 m的橢圓，將進(jìn)口底緣改為半徑2.4 m的圓弧。工作閘門為平板鋼閘門，寬12.9 m，高10.0 m。

2.1.2 閘墩裂縫及其危害

大壩加固期間在所有閘墩均發(fā)現(xiàn)裂縫。裂縫基本位于工作閘門槽內(nèi)，基本垂直。裂縫上寬下窄，閘墩頂部最大縫寬約為10 mm，逐漸向下尖滅，其長度不等，有的由壩頂裂至中部，大部分裂至堰頂（高程252.5 m）。裂縫情況見圖1。

圖1 豐滿大壩閘墩裂縫位置示意圖Fig.1 Cracks on the pier of Fengman dam

閘墩高達(dá)15.2 m，將原為整體的閘墩劈成兩個(gè)較高的懸臂梁，閘墩頂部裂縫寬度達(dá)10 mm，惡化了閘墩的工作狀態(tài)。

（1）大壩加高后，校核洪水位抬高1.2 m，堰頂以上部分水壓力增加18%，閘墩頂部以上部分總水壓力增加32%。下游側(cè)閘墩厚度3.0 m，頂寬約8.4 m，雖以1∶0.7的坡度向下游擴(kuò)大，但閘墩R100左右的低強(qiáng)混凝土，其安全難以保證。

（2）閘門在局部開啟時(shí)，閘門振動(dòng)較大。裂縫上游側(cè)是一個(gè)寬度僅為3.0 m、厚度3.0 m、高度達(dá)15.2 m的懸臂梁，閘門振動(dòng)時(shí)泄漏水會(huì)涌入縫內(nèi)，產(chǎn)生脈動(dòng)壓力，將使上游側(cè)懸臂梁向上游堆倒。

（3）壩址場地地震烈度7度，大壩按8度設(shè)防。閘墩位于壩頂強(qiáng)震反應(yīng)區(qū)域，動(dòng)力系數(shù)大，閘墩頂部還支撐著胸墻，穩(wěn)定性差，地震時(shí)對(duì)裂縫上游側(cè)閘墩破壞性很大。

2.1.3 出現(xiàn)裂縫的原因

為分析裂縫的成因，有關(guān)單位曾進(jìn)行多次計(jì)算與分析。認(rèn)為主要是大壩位于寒冷的東北地區(qū)，夏季和冬季溫差可達(dá)40℃，如此懸殊的溫差會(huì)使混凝土大壩產(chǎn)生老化甚至斷裂現(xiàn)象，尤其對(duì)于已經(jīng)運(yùn)行50多年的豐滿混凝土大壩，表現(xiàn)得更為嚴(yán)重[2]。

裂縫在大壩加固期間出現(xiàn)。在溢流壩閘墩上、下游表面外包鋼筋混凝土，分別加厚1.0 m和1.5 m，閘墩頂部也同大壩一樣，加高1.2 m。因此也有人認(rèn)為[1]，1988～1997年，豐滿大壩進(jìn)行上下游外包混凝土施工（如圖1所示），其中，上下游外包混凝土為C30鋼筋混凝土，強(qiáng)度很高，水泥用量也較大，而壩頂加高為素混凝土，新混凝土的干縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力都比壩體老混凝土大，而壩頂門槽處最為薄弱，所以這也可能是造成閘墩裂縫的直接原因之一。

2.1.4 裂縫補(bǔ)強(qiáng)加固

經(jīng)計(jì)算分析，采用預(yù)應(yīng)力錨索將裂縫上游結(jié)構(gòu)單薄的閘墩緊固在墩實(shí)的下游閘墩上，在閘墩中部沿上下游方向布置兩根預(yù)應(yīng)力錨索，上錨頭布置在閘墩頂部，下錨頭錨固在混凝土質(zhì)量較好的壩體中。錨固力按地震烈度為8度時(shí)裂縫頂部上、下游閘墩相對(duì)水平位移為零來控制。為使裂縫上下游閘墩之間能傳遞剪力和壓力，加強(qiáng)其整體性，對(duì)裂縫進(jìn)行密實(shí)性水泥灌漿。為使閘墩增加強(qiáng)度，還對(duì)溢流口側(cè)面混凝土進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)。

2.2 水豐大壩閘墩裂縫

2.2.1 溢流孔及閘墩情況

溢流孔位于24～50號(hào)壩段，共26孔，結(jié)構(gòu)型式為敞開式，每孔凈寬12 m，高10.4 m。閘墩厚3 m，閘墩頂高程126.0 m，上游面直立，下游面以1∶0.26的坡度傾向下游，在堰頂（高程116.0 m）閘墩底寬11.42 m，閘墩布置有間距為100 cm?25鋼筋。消能方式為挑流。工作閘門為平板鋼閘門，寬12.9 m，高7.3 m。

2.2.2 閘墩裂縫及其危害

大壩泄洪設(shè)施改造期間，于2010年6月在41號(hào)、43～46號(hào)壩段閘墩閘門槽發(fā)現(xiàn)裂縫。裂縫長度為2～6 m，寬度為0.5～10.0 mm，41號(hào)壩段閘墩裂縫最長，46號(hào)壩段閘墩裂縫最寬。裂縫均位于工作閘門槽內(nèi)，基本垂直。裂縫情況見圖2。

圖2 水豐41號(hào)壩段閘墩裂縫位置示意圖Fig.2 Cracks on the pier of section No.41 at Shuifeng dam

閘墩厚度3.0 m，閘門槽處僅為1.4 m。出現(xiàn)裂縫后，其安全度大為降低，閘門擋水后在門槽局部可能產(chǎn)生應(yīng)力集中，使裂縫擴(kuò)展。裂縫長期存在會(huì)引起閘墩滲水，門槽部位混凝土?xí)艿絻鋈诤蛢雒浧茐?，?huì)使裂縫進(jìn)一步惡化，影響大壩安全運(yùn)行。

2.2.3 出現(xiàn)裂縫的原因

水豐大壩地處寒冷山區(qū)，已運(yùn)行70多年，溫差大和混凝土老化都是客觀存在的，但直接原因是施工造成的，未能吸取豐滿的教訓(xùn)，才使閘墩出現(xiàn)裂縫。

閘門槽混凝土開挖采用YT-19手風(fēng)鉆孔，鉆孔直徑40 mm，孔間距25 cm。成孔后灌裝WT-型無聲破碎劑（又稱靜態(tài)破碎劑），無聲破碎劑料水比為10∶3，待無聲破碎劑將混凝土破碎后，用風(fēng)鎬鑿除混凝土。閘門槽處厚度僅為1.4 m，爆破會(huì)對(duì)老混凝土造成很大的損傷，改變施工方法后，現(xiàn)未發(fā)現(xiàn)閘墩裂縫，顯然裂縫是由于采用爆破方法造成的。

2.2.4 裂縫補(bǔ)強(qiáng)加固

為了防止閘墩裂縫擋水運(yùn)行后擴(kuò)展和惡化，在閘門槽上、下游側(cè)（高程116.0～126.0 m）設(shè)置鋼筋，鋼筋直徑?22，長度105 cm，插入老混凝土70 cm，間距60 cm，與新澆筑門槽二期混凝土鋼筋連接，形成抗拉鋼筋。同時(shí)，在新、老混凝土之間噴涂混凝土粘接劑后再澆筑門槽二期混凝土。為防止裂縫滲漏水和進(jìn)一步擴(kuò)展，對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿。

3 溢流面裂縫

豐滿、水豐、云峰都對(duì)溢流壩面進(jìn)行過補(bǔ)強(qiáng)加固，其中豐滿還進(jìn)行過2次，惟有1986～1987年的補(bǔ)強(qiáng)加固裂縫最多，最為突出。

3.1 1952年溢流面補(bǔ)強(qiáng)加固

由于日偽時(shí)期施工質(zhì)量低劣，溢流面殘破不堪，1952年4～5月對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。首先挖除表面破損混凝土約30～40 cm，再按設(shè)計(jì)的溢流面曲線澆筑一層厚為30 cm的真空混凝土。在混凝土中布設(shè)直徑為12 mm、間距為35 cm×35 cm的鋼筋網(wǎng)，并用直徑為20 mm的錨筋（平均長度約1.0 m）固定在老混凝土中。28組混凝土試件試驗(yàn)成果：28 d齡期混凝土抗壓強(qiáng)度平均值為22.3 MPa，最大值為28.8 MPa，最小值為15.8 MPa，極差13.0 MPa，均方差S=2.76 MPa，離差系數(shù)Cv=0.12，保證率79.4%（設(shè)計(jì)強(qiáng)度20.0 MPa）。

溢流面補(bǔ)強(qiáng)后，經(jīng)受大小10多次洪水沖刷及30多年凍融和凍脹，溢流面無明顯裂縫和流白跡象。

3.2 1986～1987年補(bǔ)強(qiáng)加固

如前所述，對(duì)被沖毀的12～14號(hào)壩段進(jìn)行補(bǔ)修，開挖深度1.2～3.0 m，插筋為?22螺紋鋼筋，長4 m，插入老混凝土至少1.5 m，間距0.5 m；構(gòu)造筋為?20的鋼筋，縱橫向間距均為25 cm?；炷吝x用R28300D300。對(duì)所有溢流面全面加固，開挖深度50 cm，錨筋采用?22 mm螺紋鋼筋，間距1.0 m，長3.5～5.0 m。鋼筋網(wǎng)采用?16 mm螺紋鋼筋，縱橫間距均為25 cm?；炷翗?biāo)號(hào)為R300D300。

3.2.1 溢流面裂縫

1996年對(duì)9～19號(hào)溢流壩面進(jìn)行近距離詳查，在194.53～252.50 m范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)水平縫297條、豎向逢160條，共計(jì)457條，可見溢流面出現(xiàn)的裂縫較多，長度也較長。裂縫一般為貫穿性裂縫，寬度為0.1～2.0 mm。裂縫大部分在高程低的部位，高程高的部位裂縫少，一般均為水平向裂縫或豎向裂縫，斜向裂縫較少。

2005年3～4月，選取有代表性的13～15號(hào)壩段進(jìn)行裂縫詳查（高程202.89～244.8 m），共發(fā)現(xiàn)裂縫101條（水平縫59條，豎向縫42條），總長度996 m，比1996年增加23條，總長度增加260 m。裂縫寬度在1～5 mm之間，與1996年的裂縫寬度0.1～2.0 mm相比，有增大的趨勢(shì)。

1997年中國水利水電科學(xué)研究院利用表面波對(duì)14號(hào)、15號(hào)、17號(hào)和18號(hào)壩段裂縫進(jìn)行檢測表明，溢流面的裂縫數(shù)量有逐漸增多、縫寬有逐漸加大的趨勢(shì)，溢流面新澆筑的混凝土已經(jīng)裂穿，且部分新老混凝土層間還存在著水平結(jié)合縫。

3.2.2 溢流面滲漏水

1997年5月調(diào)查：6個(gè)壩段在高程202 m以下有析鈣及漏水。

2003年10月調(diào)查：9號(hào)壩段235 m高程水平縫漏水；11號(hào)壩段192 m及196 m高程水平縫各有2處漏水；14號(hào)壩段192 m高程水平縫漏水；15號(hào)壩段有3條裂縫漏水；15～14號(hào)壩段橫縫在205 m高程處漏水。

2004年8月調(diào)查：15號(hào)、14號(hào)壩段190 m、200 m和205 m高程水平縫漏水，橫縫215 m高程處漏水；17號(hào)壩段192 m高程處水平縫漏水；19號(hào)壩段252 m高程處水平縫漏水。

2005年4月調(diào)查：9號(hào)、10號(hào)、11號(hào)、14～17號(hào)共7個(gè)壩段溢流面均有不同程度的漏水，其中14號(hào)壩段溢流面底部沿水平縫漏水較嚴(yán)重。

3.3 裂縫原因分析

溢流面出現(xiàn)裂縫后，曾多次對(duì)裂縫進(jìn)行調(diào)查，并進(jìn)行無損檢測、采用有限元法模擬澆筑過程的應(yīng)力分析[3]等。

混凝土產(chǎn)生裂縫原因是多方面的，有環(huán)境條件的影響，也有其它方面的原因。對(duì)于地處寒冷地區(qū)的老混凝土壩，在分析時(shí)很自然要想到溫差大、混凝土老化等方面。新澆筑的混凝土在大體積老混凝土的約束下，會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，加上壩區(qū)較大的溫差，都會(huì)使新混凝土產(chǎn)生裂縫。同1952年補(bǔ)強(qiáng)加固時(shí)相比，其條件基本相同，但裂縫如此之多，應(yīng)從設(shè)計(jì)和施工等方面查找原因。

（1）設(shè)計(jì)方面

應(yīng)合理選擇混凝土標(biāo)號(hào)。1952年混凝土強(qiáng)度為R200～R250號(hào)，而1986～1987年混凝土強(qiáng)度為R300號(hào)?；炷翉?qiáng)度高則水泥用量要多，產(chǎn)生的水化熱也要大，使新老混凝土溫差加大，這也是產(chǎn)生裂縫的原因之一。設(shè)計(jì)時(shí)，水泥品種的選擇、采用的水灰比、使用的外加劑等都應(yīng)考慮混凝土出現(xiàn)裂縫的問題。

（2）施工方面

施工質(zhì)量控制很關(guān)鍵。當(dāng)基礎(chǔ)面滲漏水處理不徹底、水灰比過大、攪拌不均、振搗不均勻（甚至出現(xiàn)沁水現(xiàn)象）、養(yǎng)護(hù)不符合要求和拆模過早等造成內(nèi)外溫差過大，都會(huì)產(chǎn)生裂縫。

（3）施工工藝

1952年采用真空混凝土，而1986～1987年是采用滑模、拉模和倒模的施工方法，倉面為1∶0.78的斜面和弧面。在重力作用下，流態(tài)混凝土下滑，很容易產(chǎn)生裂縫。施工中由于運(yùn)輸問題，其澆筑不連續(xù)，滑模、拉模時(shí)間難以控制，也會(huì)造成施工縫[3]。

水工專家蔡為武曾總結(jié)分析認(rèn)為：“真空作業(yè)除吸出混凝土多余水分之外，更重要的是由于抽真空后大氣壓力將表面壓實(shí)，使表層2～4 cm處特別堅(jiān)實(shí)，這是其它方法無法替代的優(yōu)點(diǎn)。據(jù)國外試驗(yàn)，抗凍性可達(dá)1200次以上，抗磨能力比一般高標(biāo)號(hào)混凝土約大一倍。因此真空作業(yè)特別適用于溢流面。豐滿、桓仁等溢流面真空作業(yè)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證實(shí)了它的可靠性。近年來發(fā)展了大面積軟席法真空作業(yè)，適用于一般水平表面施工。豐滿和桓仁的經(jīng)驗(yàn)表明，真空作業(yè)并不增加多少費(fèi)用，壽命卻大有增加，經(jīng)濟(jì)上是合理的?！盵4]

4 幾點(diǎn)看法

（1）溢流壩段補(bǔ)強(qiáng)加固，做好上游防滲的同時(shí)，必須做好排水。壩體滲漏水不僅影響壩體抗滑穩(wěn)定，對(duì)混凝土造成溶蝕，還會(huì)使壩體揚(yáng)壓力升高，導(dǎo)致下游滲水逸出點(diǎn)高，在寒冷地區(qū)會(huì)加劇凍融和凍脹破壞，使裂縫數(shù)量和規(guī)模逐年增加，發(fā)展到一定程度后，不僅影響混凝土的耐久性，嚴(yán)重時(shí)將威脅大壩安全泄洪。

（2）對(duì)閘墩進(jìn)行改造和補(bǔ)強(qiáng)加固時(shí)，一定要采用相應(yīng)的措施，避免閘墩產(chǎn)生裂縫。在寒冷地區(qū)，閘墩溫度應(yīng)力很大，其閘門槽又是閘墩的薄弱部位，如不注意，施工時(shí)將使原完整的閘墩劈開。豐滿和水豐均說明了這一點(diǎn)。

（3）在寒冷地區(qū)對(duì)大壩溢流壩面進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，設(shè)計(jì)和施工中必須采取相應(yīng)的措施，千方百計(jì)避免溢流面產(chǎn)生裂縫。特別要注意施工工藝，以前曾采用的真空作業(yè)是比較好的方法?！?/p>

[1]張秀麗，謝宵易，陳鏗.豐滿大壩歷年灌漿情況綜述[J].大壩與安全,2009,(1).

[2]李才,樸燦日.豐滿大壩溢流壩段閘墩加固技術(shù)[J].水利水電技術(shù),2000,(10).

[3]李正國,趙淑明,王永志.豐滿大壩溢流面裂縫問題研究[J].水利水電技術(shù),2000,(10).

[4]謝宵易,張秀麗,陳鏗.豐滿大壩安全性評(píng)價(jià)[J].大壩與安全,2009,(1).

[5]蔡為武.水工混凝土建筑物的凍融破壞[J].混凝土及加筋混凝土,1983,(2).

[6]李守巨,劉迎曦,范永思,等.混凝土大壩閘墩開裂機(jī)理及加固措施[J].水利學(xué)報(bào),2004,(3).

[7]張秀麗,謝宵易,陳鏗.豐滿大壩歷年灌漿效果分析及改進(jìn)意見[J].大壩與安全,2009,(1).