某拱坝固结灌浆期问裂缝成因分析与预防措施研究
浆砌石拱坝裂缝的预防和处理初探
收稿日期浆砌石拱坝裂缝的预防和处理初探王廷志,徐国勇(11福清市新厝镇水利站,福建福清 350300;21福建省水利管理中心,福建福州 350001)摘要:该文通过分析我省浆砌石拱坝裂缝的类型和引起的原因,提出浆砌石拱坝裂缝的预防和处理措施,供参考。
关键词:浆砌石拱坝;裂缝;处理措施中图分类号:TV698 文献标识码:B 文章编号:1002-3011(2008)04-0051-01前言浆砌石拱坝作为一种经济性和安全性均较优越的坝型,在我省被广泛采用。
部分浆砌石拱坝由于施工质量和运行年限久远等原因,出现事故。
其中裂缝是拱坝出现事故的重要因素。
实践运行中,有人认为“十拱九裂”,对浆砌石拱坝裂缝失去警惕。
实际上,浆砌石拱坝裂缝在水力的作用下,将导致坝体和基岩移位,最后使坝体失去稳定而破坏,不及时处理将造成严重的后果。
1 裂缝成因浆砌石拱坝裂缝多由综合因素造成,单纯由弯曲、扭曲或剪切作用形成的标准裂缝相对较少。
造成浆砌石拱坝裂缝的因素包括温度变化、砌体干缩、地基不均匀沉陷或变形、岸坡不对称变形、坝体尺寸突变及坝身开孔、施工质量问题和超载运行等。
其中温度变化和基岩变形对拱坝应力影响比较显著,是产生裂缝的主要原因。
浆砌石坝体本身的块间层间弱面是应力集中的重要区域,且强度不高,往往是初始裂缝集中的区域。
裂缝成因详见表1。
浆砌石拱坝裂缝主要分为水平裂缝和竖直裂缝,剪切裂缝比较少见。
水平裂缝是由梁荷产生的拉力造成的,大多是由于施工质量未达到要求,存在蜂窝、孔眼,削弱了坝体的有效断面,形成拉应力集中而产生的,多位于坝底端部。
竖直裂缝是由拱荷产生的拉力所造成的。
拱端对称出现的竖直裂缝主要是由温度应力引起的。
一般来说,水平裂缝比竖直裂缝漏水严重,竖直裂缝比水平裂缝更带普遍性。
2 裂缝预防设计与施工中采取可靠的处理手段是可以防止浆砌石拱坝裂缝的。
预防措施主要有以下几点:(1)设计中充分估计荷载组合中的不利情况,进行应力和稳定校核,保证坝体有足够的强度和稳定性,顶部厚度要适当增加;坝体开孔尽量控制在应力较小的部位,并采取加表1 浆砌石拱坝裂缝原因分析产生原因裂缝表现发展趋势与位置温度变化多为径向竖直裂缝自顶向下发展(上宽下窄),部位近于拱端砌体干缩多为径向竖直裂缝位置不定地基不均匀沉陷或变形裂缝方向倾向河谷自底部向上发展(下宽上窄)岸坡突变多为竖直裂缝位于突变处,上部下部都可能存在卸荷回弹多径向竖直裂缝产生在上部坝体中,裂缝位置多近于拱冠。
水利工程建筑施工裂缝原因及预防措施分析 向兴花
水利工程建筑施工裂缝原因及预防措施分析向兴花摘要：本文主要简单的分析了水利工程建筑施工裂缝所造成的危害，通过对我国水利工程建筑施工出现裂缝的原因进行研究，来探讨预防水利工程建筑施工出现裂缝的有效措施，以保障水利工程建筑施工的质量。
据此，以有效地解决水利工程建筑施工出现裂缝的问题，确保水利工程建筑施工的稳定性和可靠性，提高人们的生活水平，从而促进我国水利建设事业的发展，实现经济效益最大化，带动我国国民经济的快速增长。
关键词：水利工程；建筑施工；裂缝原因；预防措施引言水利工程存在工程量大、施工人员多、技术要求复杂等特点，这就容易导致在水利工程施工中，难以做到面面俱到。
当前水利工程建筑多采用混凝土建材，在施工和养护过程中，经常出现施工裂缝，严重影响了水利工程的质量和性能，加重期后续养护开支，造成较大的经济负担。
因此，在水利工程项目中，应探究施工裂缝的原因，制定相应的防范措施，减少施工裂缝情况的发生，从而提高水利工程建设质量，保证实现更多的社会和经济效益。
1水利工程建筑施工裂缝的主要原因及危害当前水利工程中建筑施工裂缝的主要诱因有四种，分别是建筑表面干缩裂缝、塑性收缩裂缝、温度差异裂缝和结构设计不合理。
水利工程建筑出现裂缝危害极大，会导致水利工程出现渗透问题，污染水源。
与此同时，渗透出来的水还会影响水利工程结构的稳定性，破坏水利工程的坚固系数，形成巨大的安全隐患。
2实力工程建筑施工裂缝的原因分析和措施防范2.1表面干缩裂缝及措施防范（1）表面干缩裂缝成因分析。
混凝土干缩主要是因为混凝土的水灰比、水泥和外加剂用量以及骨料性质不合理，导致混凝土在浇筑完毕后，由于水分蒸发过快，变形较大，受拉应力的影响，产生0.08～0.2mm宽度的裂缝。
（2）表面干缩裂缝的主要防范措施：①选用中低热水泥、粉煤灰水泥等干缩比较小的水泥，并在保证工程质量前提下，尽量减少水泥的用量。
②在混凝土配比设计中适当降低水灰比，必要时可加入适量的减水剂。
混凝土裂缝的原因分析及防治措施
混凝土裂缝的原因分析及防治措施一、引言混凝土是建筑和基础设施建设中常用的材料之一，但在长期使用过程中，混凝土会出现裂缝，这不仅影响建筑物的美观性，也会对建筑物的安全性产生潜在的威胁。
因此，混凝土裂缝的原因分析及防治措施是非常重要的。
二、混凝土裂缝的原因分析1. 内部应力混凝土中存在着各种内部应力，包括收缩应力、温度应力、荷载应力等。
这些应力会导致混凝土的变形和裂缝的产生。
2. 材料质量混凝土材料的质量是影响混凝土裂缝产生的重要因素。
如果混凝土中的水泥含量不足、砂子粗细不均匀、骨料质量不好等，都会导致混凝土的强度不足，从而产生裂缝。
3. 设计和施工质量混凝土的设计和施工过程中也会对混凝土裂缝产生影响。
如设计不合理、施工不规范、养护不到位等都会导致混凝土裂缝的产生。
4. 外部环境外部环境的变化也会对混凝土产生影响，如温度的变化、气候的影响、地震等都会对混凝土产生不同程度的裂缝。
三、混凝土裂缝的防治措施1. 设计合理在混凝土的设计过程中，应该根据所处环境和建筑物的用途，合理确定混凝土的强度和材料的配合比，避免因设计不合理而导致混凝土裂缝产生。
2. 施工规范在混凝土的施工过程中，应该按照规范的要求进行施工，包括混凝土的搅拌、浇注和养护等。
特别是在浇注混凝土时，要控制好混凝土的含水量和振捣时间，避免混凝土产生空隙和裂缝。
3. 增加钢筋在混凝土中增加适量的钢筋可以有效地提高混凝土的强度和抗裂性能，从而减少混凝土裂缝的产生。
4. 加强养护在混凝土浇注后，应该加强养护措施，保证混凝土的早期强度和抗裂性能。
养护时间一般应该不少于28天，特别是在气温较低的情况下，养护时间要更长。
5. 定期检查和维护在建筑物使用过程中，应该定期对混凝土进行检查和维护，及时发现和修复混凝土裂缝，避免裂缝扩大或者影响建筑物的安全性。
四、结论混凝土裂缝是建筑物使用过程中常见的问题，其产生原因与材料质量、设计施工、环境等多方面因素有关。
为了有效地防治混凝土裂缝的产生，需要从设计、施工、养护等多个方面入手，增加混凝土的强度和抗裂性能，以确保建筑物的安全性和美观性。
混凝土桥梁施工裂缝成因分析及预防措施
混凝土桥梁施工裂缝成因分析及预防措施摘要：混凝土裂缝是桥梁施工以及后期养护中常见的问题，本文拟据笔者多年的施工经验谈谈裂缝产生的原因，以及有效的预防和控制措施，最大力度的预防和控制裂缝，保障民生安全。
关键词：桥梁裂缝种类；形成原因；预防措施；裂缝处理一、钢筋混凝土裂缝的原因分析钢筋混凝土裂缝形成的原因较多，也比较复杂。
常规裂缝机理有：干缩裂缝、地基下沉裂缝、应力集中裂缝、荷载引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝等。
造成裂缝的因素有时不是单一原因造成的，现结合多年的施工质量管理经验，主要从以下几方面分析裂缝形成的原因。
1、混凝土原材料方面：（1）水泥凝结时间或膨胀不正常，如水泥安定性不稳定，水泥中含有生石灰或氧化镁，这些成分和水化合后产生体积膨胀，导致混凝土产生裂缝。
（2）骨料中含泥量过大，则随着混凝土的干燥，会导致不规则的网状裂缝。
（3）碱—骨料反应：玄武岩、辉绿岩等碱性骨料可能与碱性很强的水泥起化学反应，生成有膨胀能力的碱—硅凝胶而引起混凝土膨胀破坏，产生裂缝。
（4）水泥水化热，大体积混凝土浇筑后1~2周出现等距离规则的直线裂缝，有表面的也有贯通的。
（5）混凝土的硬化、干缩、浇筑两三个月逐渐出现及发展，在窗口及梁柱端角出现斜裂纹，在细长梁、楼板、墙等处出现等距离垂直裂纹。
（6）接槎处理不好，从混凝土内部裂缝，潮湿地方比较多。
2、施工质量方面（1）混凝土施工过分振捣，模板干燥。
混凝土振捣后，粗骨料下沉挤出水分和空气，造成表面砂浆层，它比下面混凝土有较大的干缩性，待水分蒸发后，易形成凝缩裂缝。
（2）混凝土振捣后过分抹平压光会使混凝土的细骨料过多的浮到表面，形成含水量很大的水泥砂浆层，水泥浆中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，引起混凝土表面碳化收缩。
（3）由于施工工艺不当引起，致使支座处负弯矩筋下陷，造成保护层过大。
固定支座变成塑性铰支座，使板上部沿梁支座处产生裂缝。
施工中混凝土强度未达到规定强度，过早拆模，或者在混凝土未达到终凝前就上荷载，造成混凝土表面的弹性变形及支座处的负弯矩，致使混凝土在强度低或无强度时，承受弯、拉、压应力，导致楼板产生内伤或断裂。
浅析水利工程混凝土裂缝的成因及预防
浅析水利工程混凝土裂缝的成因及预防由于混凝土施工和本身变形和约束等一系列问题，使混凝土产生裂缝，这些裂缝已成为水利工程中常见的工程病害。
本文通过分析水利工程混凝土裂缝形成的原因，进一步提出了预防混凝土裂缝的对策。
标签水利工程；混凝土裂缝；成因；预防1 引言由于混凝土施工和本身变形和约束等一系列问题，使混凝土产生裂缝，这些裂缝已成为水利工程中常见的工程病害，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。
本文通过分析水利工程混凝土裂缝形成的原因，进一步提出了预防混凝土裂缝的对策。
2 水利工程混凝土裂缝的成因2.1 设计粗糙由于多方面的原因，勘察设计单位无法深入地开展地质勘探工作，隧道围岩类别评价及支护结构设计缺乏科学依据，带有一定的盲目性。
个别建设单位限于自身管理和专业技术水平的欠缺，任意变更原设计。
少数工程由业主的内部人员组成监理机构，监理工作失去独立性。
2.2 施工工艺或现场操作不规范混凝土生产时原材料计量误差大，尤其外加剂的掺加随意性大，没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水量，造成混凝土水灰比增大。
此外，在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也比较普遍。
采用整体式钢模板台车施工，混凝土浇筑时不振捣或漏振，混凝土均质性差。
盲目追求施工进度，随意提前脱模时间，使低强度混凝土过量承受荷载，破坏了混凝土结构。
脱模后没有进行混凝土的潮湿养护。
夏季施工时砂、石料露天堆放，无切实有效的降温措施，混凝土入模温度高。
冬季施工时采取的防寒保温措施不力。
2.3 原材料质量差水泥品种选择不当，安定性不良，不同批次的水泥混用。
碎石、砂级配差，含泥量超标，碎石中石粉含量大，针、片状物过多，影响了水泥与骨料的胶结。
2.4 配合比设计不合理进行配合比设计时，忽视水泥用量增多对混凝土品质的影响，错误认为水泥用量越多，混凝土强度越高。
对掺合料和外加剂的选用缺乏专业技术人员的指导，往往达不到预期效果。
水利工程建设中混凝土裂缝的成因及预防措施
水利工程建设中混凝土裂缝的成因及预防措施发布时间：2021-05-10T01:07:03.607Z 来源：《防护工程》2020年36期作者：曹志国[导读] 基于此，本文研究了水利施工中混凝土裂缝的成因及预防措施，以供参考。
中翀建设有限公司江苏南京 211800摘要：水利工程施工周期长、技术要求高、提升施工质量难度大。
混凝土为水利工程核心材料，其凝结质量关乎水利工程整体质量，实际施工进程中，易受外界因素影响，如温度、操作等，其凝结冷却后出现裂缝较为常见，难以保证水利工程防水效果，对水利工程使用质量及年限造成严重影响。
因此，需根据项目实际状况，对混凝土施工中关键点予以把控，进行针对性防治，避免产生裂缝。
基于此，本文研究了水利施工中混凝土裂缝的成因及预防措施，以供参考。
关键词：水利工程建设；混凝土裂缝；预防措施引言在水利工程施工中应用混凝土施工技术时，应注意合理控制不利因素，避免施工质量问题，如裂缝。
在水利建设中，水塔侵蚀造成的破坏会有安全隐患，直接影响水利工程的运行效率。
因此，有必要科学应用混凝土施工技术，加强混凝土施工过程中的质量管理，提高水利工程施工的整体质量。
1水利工程概述鉴于我国领土辽阔，水资源丰富，特别是在南方许多地区，这些地区是我国人民经济发展和生计安全的基础，因此必须合理利用现有的水资源，造福人类。
水资源保护项目可以简化水资源的分配，并通过使用配备设备的发电机进行联网发电来改善人民的生活。
水利工程涉及诸多项目，其中混凝土是关键的环节之一，也是保障工程质量的关键;同时混凝土的制作、浇筑、后期维护都必须严格按照要求操作，涉及的技术指标及生产工艺都比较复杂，需要用科学方法进行，可见只有加强混凝土施工技术管理才能充分控制施工质量，保证水利工程的整体质量。
2水利工程建设中混凝土裂缝 2.1干缩裂缝干缩裂缝通常出现在混凝土养护两周后，混凝土在外界因素影响下，其内部水分损失较多，造成严重形变，其内部湿度变化较小，其形变程度越小。
灌浆料变形效应裂缝的产生原因及应对措施(下)
灌浆料变形效应裂缝的产生原因及应对措施(二)灌浆料因灌浆不当而产生变形效应裂缝可分为灌浆料塑性收缩裂缝、灌浆料塑性沉降裂缝、灌浆料自收缩裂缝、温度裂缝、强约束引起的变形裂缝五大类，要根据不同形成的原因采取相应的防治措施。
盾基小编昨天讲到前两种灌浆料因灌浆不当产生的变形裂缝原因与措施，今天小编给大家介绍下后三种引起的变形裂缝的原因及防治措施：第三种灌浆料塑性收缩裂缝是指灌浆料在凝结硬化期间，因表面水分蒸发而引起的干缩裂缝；当灌浆料表面水分蒸发的速度高于灌浆料内部从里向外的“泌水”速度时，表面就会产生收缩裂缝，此类裂缝一般发生在灌浆料初始振捣至终凝前。
主要防治措施为：1、控制水灰（胶）比。
普通灌浆料的水灰比应控制在0.6以内，防水灌浆料的水灰比应控制在0.55以内。
高强灌浆料的水胶比不宜过小，否则灌浆料的自收缩过大，也容易产生开裂。
2、控制坍落度。
泵送商品灌浆料竖向构件应控制在180毫米~200毫米，水平构件应控制在160毫米~180毫米。
3、进行及时有效的养护，在灌浆料浇筑后12小时内必须进行养护。
对于水平构件应采用覆盖塑料薄膜和外补水相结合的方式，防止外补水的蒸发。
柱、墙类竖向构件应采取塑料薄膜或草帘包裹和外补水相结合的方式。
第四种是温度裂缝。
温度裂缝包括因水泥水化热引起内外温度差而形成拉应力造成的裂缝和构件尺寸过大、因热胀冷缩变形而造成的裂缝两大类。
主要防治措施包括：1、是改善设计构造。
2、是采用“跳仓法”等特殊施工工艺，使用补偿收缩灌浆料等特殊品种混凝土。
3、是在大体积灌浆料施工时，做好内部降温和表面保温工作，控制内外温差在25℃以内，并做好测温工作。
4、是采取有效的养护方法。
第五种是灌浆料塑性沉降裂缝。
在灌浆料拌合物中，粗细骨料颗粒、水泥浆体、水泥颗粒、水等各组分比重不同，会发生重组分沉降、轻组分上浮现象，即“沉降”与“泌水”现象。
新拌墙体混凝土的内部沉降会造成塑性沉降裂缝。
塑性沉降裂缝可发生在初始振捣一直到终凝前，易发生在厚度较大的基础底板、墙体顶部、墙、梁、柱构件交接处等部位。
坝基固结灌浆混凝土盖重抬动裂缝分析
坝基固结灌浆混凝土盖重抬动裂缝分析摘要: 水库坝基固结灌浆采用自下而上分段灌浆。
在灌浆过程中,基岩局部上抬使混凝土盖重产生裂缝,主要原因为大坝基岩局部存在多组缓倾角裂隙的地质缺陷和3孔同时灌浆,注入量较大和超设计压力所致。
关键词:固结灌浆;抬动;混凝土;盖重裂缝1工程概况1.1该水库是一项以供水为主的大型水利枢纽工程,碾压混凝土重力坝,水库总库容24.19亿m3,正常蓄水位下库容20.45亿m3,死库容1.27亿m3,电站装机容量140mw,最大坝高121.50m,全坝共分为83个坝段。
在全坝基范围内进行铺盖式固结灌浆,孔深为5m、8m和15m 3种(均指基岩深度),孔排距设计为3m、1.50m,呈梅花型布置。
根据地质情况和上下游分区,一般上下游为3区和2区,坝段中间为1区,1区孔深为5m,作为一段灌浆,2区孔深为8m分为两段自上而下为3m段和5m段,3区孔深为15m分为三段自下而上为3个5m段(均指基岩深度)。
灌浆压力分别为0.50Mpa、1Mpa、1.50Mpa,孔排距设计为3m,呈梅花型布置,固结灌浆工艺流程为:钻孔→裂隙冲洗和压水试验→灌浆→封孔。
1.229#、30#坝段上游块岩性为石炭系变质砂岩,新鲜、坚硬、完整,根据现场地质编录情况并综合前期资料分析,该段局部分布两组X型解理,一组产状分别307°～315°NE或SW∠5～10°、315°NE∠39°、325°NE∠35～44°,节面呈波状起伏,铁锈色,闭合,无充填,该组为缓倾角节理。
另一组产状为:81°SE∠65°,节面呈波状起伏,铁锈色,闭合,无充填。
2裂缝描述29#坝段宽15m,长98m,每排5个固结灌浆孔,共33排165个孔。
发生裂缝的区域位于坝段的上游区域,属固结灌浆的3区,29#坝灌浆混凝土盖重高程EL629,裂缝为垂直贯穿裂缝,桩号为坝0+540.86~坝0+534.02,纵0-006.07~纵0-014.75,裂缝长度22.20m,裂缝最大宽度为3mm左右,位于坝0+541.63~坝0+547.786之间,纵0-006.439~0-006.101,高程EL627.60~TL627.80的大坝上游面发现1条水平裂缝,长度3m,裂缝最大宽度2mm,裂缝位置见图1。
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第３８卷第８期 ２０１２年８月 水力发电
某拱坝固结灌浆期Ｉ司裂缝成因 分析－ｂ预防措施研究
刘有志 ，李仁江 ，李柄锋 ，杨 萍 ，李金桃 （１．中国水利水电科学研究院，北京１０００３８； ２．中国长江三峡集团公司，湖北宜昌４４３０００）
摘要：以某拱坝为例，深入分析了不同固结灌浆阶段拱坝出现裂缝的成因和机理。高温季节控制固结灌浆上抬压 力是避免开裂的关键；低温季节固结灌浆时表面温度应力是主导因素，尤其是出现长间歇期时。结合反馈分析与预 报仿真结果，提出高温季节固结灌浆时应合理控制盖重厚度、灌浆压力以及灌浆开始的龄期；低温季节固结灌浆时， 要做好保温工作，此外还可考虑采用无盖重灌浆来减小长间歇时间。 关键词：拱坝；固结灌浆；裂缝；上抬压力；温度应力
Ｃａｎｓｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃｒａｃｋｉｎｇ ｆｏｒ ａｎ Ａｒｃｈ Ｄａｍ ｄｕｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｔｉｎｇ Ｌｉｕ Ｙｏｕｚｈｉ ，Ｌｉ Ｒｅｎｊｉａｎｇ￣，Ｌｉ Ｂｉｎｇｆｅｎｇ２，Ｙａｎｇ Ｐｉｎｇ ，Ｌｉ Ｊｉｎｔａｏ （１．Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００３８，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｈｉｎａ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｙｉｃｈａｎｇ ４４３０００，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ａｎ ａｒｃｈ ｄａｍ ａｓ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｃｒａｃｋｉｎｇ ｅｍｅｒｇｅｄ ｉｎ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｓｔａｇｅ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｕｐｌｉｆｔ ｉｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｏ ａｖｏｉｄ ｃｒａｃｋｉｎｇ ｗｈｅｎ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｉｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｉｎ ｈｏｔ ｓｅａｓｏｎ．Ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓ ｉｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｆａｃｔｏｒ ｗｈｅｎ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎ ｃｏｌｄ ｓｅａｓｏｎ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｗｈｅｎ ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｌｏｎｇ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎｔｅｒｖａｌｓ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｆｅｅｄｂａｃｋ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｉｔ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｃｏｖｅｒ，ｔｈｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ａｇｅ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｅｆｏｒｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｓｈｏｕ】ｄ ｂｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｗｈｅｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎ ｈｏｔ ｓｅａｓｏｎ．ａｎｄ ｗｈｅｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎ ｃｏｌｄ ｓｅａｓｏｎ，ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｋｅｐｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｏｎ－ｃｏｖｅｒ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｃａｎ ａｌｓｏ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎｔｅｒｖａ１． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ａｒｃｈ ｄａｍ；ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ；ｃｒａｃｋ；ｕｐｌｉｆｔ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓ
中图分类号：ＴＶ５４３．５：ＴＶ３１５ 文献标识码：Ａ 文章编号：０５５９—９３４２（２０１２）０８－００３３—０３
０引言 拱坝基础固结灌浆是大坝施工过程中必不可少 的一环，对于运行期大坝的基础稳定、防渗与安全 起到至关重要的作用。做好固结灌浆的同时，还需 特别注意预防裂缝的产生。一般而言，固结灌浆时 防裂的重点是要控制好两个方面：一是控制灌浆压 力，灌浆压力控制不当，有可能导致坝块出现上抬 应力，上抬应力超标就可能导致裂缝；二是控制固 结灌浆间歇时间，由于固结灌浆一般需要较长时间， 长间歇往往会带来温度应力问题，尤其是低温季节 出现长间歇时开裂风险更大。另外，除单因素致裂 外，固结灌浆上抬应力往往会与温度应力叠加，更 易产生裂缝。实际工程中就有大坝在固结灌浆期间 出现裂缝，如小湾工程拱坝坝基固结灌浆期间出现 裂缝＿ｌ，２］，就是由于上抬压力控制不当导致的。 分析大坝工程固结灌浆期间出现裂缝的深层机 理，弄清固结灌浆上抬应力与温度应力叠加的致裂 效果，将有助于我们合理选择固结灌浆方式和防裂
收稿日期：２０１１－１１－０８ 基金项目：国家自然科学青年基金项目（５０９０９１０５）：水利部行业 公益科研专项（２０１２０１０５０）；中国水科院科研专项基金项目（材集 １０２８＃．１２４７样．１２６８＃） 作者简介：刘有志（１９７７一），男，江西高安人，高级工程师， 博士，主要从事大体积混凝土温控、结构仿真及材料特性研究． 水力发电 ２０１２年８月 措施，以尽可能避免或者控制裂缝的产生 １某拱坝固结灌浆期间裂缝概况 西南某高拱坝，浇筑初期固结灌浆期间出现了 一些裂缝，裂缝出现的时间主要发生在两个时段： 第一阶段主要发生在６月～７月。此时大坝处于基础 固结灌浆期间，采用“三进三出”方式进行分段灌 浆，部分坝段在灌浆期间出现裂缝，当时的盖重厚 度大都在６．０～１２．０ ｍ，较为典型的两类裂缝如图１ａ 所示，缝深大都在表层０．５～１．０ ｍ，属于浅层裂缝， 仅有一条裂缝较深，缝深８．４ ｍ；第二阶段的裂缝 主要发生在１０月～１１月，典型仓面的裂缝分布情况 如图１ｂ所示，裂缝深度大都在表层０．５～１．０ ｍ。
一一
图１典型坝段裂缝示意 ｂ ２裂缝成因和机理分析 ２．１ ６月一７月裂缝成因分析 图２是某坝段典型高程的应力过程线．由图可 见温控应力均可控制在允许范围之内，仅温度应力 不足以导致裂缝的出现。因此，出现裂缝应当是温 度应力与上抬应力叠加的结果，从叠加机理来看． 主要有两种可能：其一是表层温度应力本身就处于 受拉状态，拉应力值较大（比如处于低温时段或降 温时段受基础强约束作用），再叠加上抬拉应力．这 种情况下极易出现由表及里扩展的裂缝，本工程６ 月～７月出现的大部分裂缝属于此类裂缝．如图３ａ； 其二是表面温度高且为压应力而内部由于一期冷却 或其他原因导致内部出现较大的拉应力时，虽然在 上抬压力作用下，内部产生的上抬应力小于在表层 产生的拉应力．但综合考虑纯温度应力和上抬应力 （沿高程方向分布的应力），则易先在混凝土内部出 现超标的拉应力而开裂，此时裂缝一般由内往上 表面或往下扩展．７月份在１５号坝段出现的深度为 ８．４ ｎｌ的深层裂缝可能属于这一类，如图３ｂ。 ２．２ １０月一１２月裂缝成因分析 图４是大坝浇筑期间实测气温过程线，图５是 某个典型坝段长间歇仓面应力过程线，对比两图可 见，短时期内温度骤降是仓面出现超标应力导致开 裂的主要原因，而固结灌浆期间长间歇且未能采用 有效表面保温措施则为这种开裂提供了可能。 图６为仓面应力分布图。结合图５、６可见，大 应力区主要分布在表层区域．在距表面１．２５ ｍ深处 豳Ｗａｔ ｒ Ｐｏｗｅｒ Ｖｏ１．３８ Ｎｏ ８ 叟 ＼ Ｒ 图２一期冷却后期典型高程顺河向应力过程线 ｐ 赠 应力／ＭＰａ 应力／ＭＰａ ｂ 图３ ６月～７月裂缝成因和机理示意 錾兽ｇ吕兽ｇ舍蓦兽零吕若写写 ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ９ ｇ蓦 兽ｇ兽ｇ ２－Ｓ ～一００００００ ０ ０ ０一 羹羹蚕妻妻妻羹羹羹妻羹ｌ§羹塞８ ｇ ｇ ｇ ８ ｇ ８ ８昌鲁鲁８墨墨量 Ｎ 时间 图４现场实测气温 的混凝土应力并没有因为遇到大寒潮而超标，计算 结果与裂缝主要分布在浅层这一事实也较为一致， 表明仿真计算结果较为真实地反映了实际情况。
３预防与处理措施 针对该工程固结灌浆期间长间歇所可能出现的 温度裂缝问题．我们的研究课题事先也进行过预报
２｛１ｌ０Ｏ０Ｏ ＯＯＯＯｌ１ ∞ 如 ｍ Ｏ 第３８卷第８期 刘有志，等：某拱坝固结灌浆期间裂缝成因分析与预防措施研究 Ｒ
图５长间歇仓面附近坝段典型高程顺河向应力过程线
图６长间歇逼遇寒潮仓面应力分布ｆ单位：ＭＰａ１ 预警仿真分析，典型计算结果如图７、８：①次低 温季节浇筑混凝土，如果出现２个月的长间歇． 长周期应力就有可能超标导致裂缝出现。如果间歇 时间更长，那么开裂风险难以避免；②开裂风险的 大于与保温材料的厚度有关，保温材料越厚，安全 裕度越大，开裂风险越小；③无论是仓面、侧面 还是上下游表面，低温季节、次低温季节出现长 间歇，全面做好表面保温工作是控制大坝不裂或 者少裂的关键所在；④在次低温季节出现长间歇， 只要做好表面保护工作，温度应力可得到有效控 制，但如果施工需要，仓面保温措施难以得到落 实，则应尽可能避免长问歇出现，否则开裂风险非 常大。
４结论与建议 结合上述研究，关于拱坝固结灌浆，主要结论 与建议如下： （１）高温季节固结灌浆，温度应力一般不会导 致开裂，上抬压力的控制是避免开裂的关键；固结 灌浆应合理控制盖重厚度、灌浆压力以及灌浆开始 的龄期，尤其是盖重较薄时。 （２）低温季节固结灌浆，表面温度应力将起主 导，尤其是出现长间歇时，需重点预防温度应力， 减小开裂风险；如果工程需要无法避免长间歇。除 了做好保温工作外，还可考虑采用无盖重灌浆来减 小长间歇时间 室 时问 ａ温度 时间 ｂ应力 图７施工仓面温度和应力变化过程线 ３ ２ 至 巷ｏ ．１ ．２ 。一不保温 时间 ａ侧面 ２Ｕｌ０－２０ｌ０－ ２０ｌ０－２０１０－２０ＩＪ－ ２０ｌ ｌ－２０１ １－ ０６－２１ Ｏ８－ｌ０ ０９－２９ １ １－１８ Ｏｌ—Ｏ７ ０２ ２６ Ｏ４．１７ 时问 ｂ上游表面 图８不同保温措施应力过程线对比 （３）全面做好表面保温工作，低温季节的裂缝 是可以避免的。 （４）结合现在的仿真计算技术，施工期的开裂 风险大都是可以预测的，合理防裂设计。精细的施 工管理是避免或减小裂缝出现的有（下转第４７页）
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