摘要：近年来，我国的工程建设越来越多，对混凝土的应用也十分广泛。混凝土面板堆石坝有众多优点，因此被广泛应用于水电工程中，但在其快速发展过程中普遍存在面板裂缝等问题，对坝体安全性造成威胁。混凝土面板裂缝大多呈现水平方向且集中在面板较长板块的中部和下部，面板浇筑后出现的大多数裂缝是由于温度应力和干缩应力而致，蓄水期前后出现的裂缝主要是由于堆石变形造成，大多在面板下部和周边区域。本文首先分析面板裂缝成因，其次探讨堆石坝混凝土面板施工期裂缝预防方法，以供参考。

关键词：面板坝；施工期；温度

引言

混凝土面板堆石坝具有工程造价少、工程量相对较小、对地质条件适应较好、施工相对比较方便、坝体稳定性较好等特点，因此被大范围应用于水电工程中。对于完整的面板堆石坝来说，坝体的混凝土面板、防渗墙、防渗帷幕等构成完整的防渗系统，当整个防渗系统正常工作时，就可保证大坝防渗安全。然而，在面板堆石坝快速发展的过程中却仍然面临着许多实际问题，主要集中在面板由于温度应力、干缩应力、坝体变形等原因引起的大量裂缝，导致坝体发生渗漏，威胁大坝的安全。混凝土面板作为面板堆石坝的重要防渗结构，其对坝体安全性和稳定性是至关重要的。

1面板裂缝成因

面板接缝挤压破坏的影响因素有很多，主要包括：（1）坝体沉降引起坝体向心变形过大，造成面板挤压破损；（2）低水位高温运行工况引发面板压应力骤增，加剧面板挤压破损；（3）面板上部处于不利应力组合，导致挤压破损严重；（4）面板接缝本身为“硬缝”结构，面板之间无缓冲和变形空间。其中，大坝坝体沉降大，面板发生法向位移，大坝压性缝受压超过混凝土本身抗压强度，钢筋网受压失稳起鼓，伴随劈裂破损，是面板挤压破损发生的重要原因。设置在缝中的沥青松木板或橡胶板具有吸收和均化部分挤压集中力的作用，可降低面板的应力水平，缓解面板破损的产生。但松木板或橡胶板在受压状态下会发生变形，使面板过早发生水平位移，累积一定变形量后，在缝口薄弱位置发生破损。因此，采用何种处理方式既能恢复表面防渗性能，防止缝口发生渗漏，又能使压性缝均匀传递压力，防止再次破坏，是面板接缝挤压破坏修复的重要研究方向。

2堆石坝混凝土面板施工期裂缝预防方法

2.1配筋措施

为强化面板结构功效，采取双向单层配筋，各向配筋比率0．40%，边缝15m区域内，面板底部和顶部加设强化钢筋，此区域内，面板水平向、顺坡向最低配筋比率应满足0．5%。配筋影响紧密影响面板刚度，当然也影响面板应力状态。配筋条件下板面目标点应力历时分析显示：（1）按杆单元模拟钢筋时，密集配筋，显著增加结构刚度，令同等温度变化下，面板结构应力加大，一般增量在0．10～0．40MPa左右。（2）考虑和不考虑钢筋状态下，面板的应力分布状态略有区别，配筋后面板中间区域发生比较大的应力增量，边缘的应力增量则稍小，此与配筋取位有关。（3）结果显示，配筋在结构上对面板的防裂功效作用明显，温控与防裂的影响关系改善不大。

2.2对于混凝土面板薄壁类结构

裂缝“一疏一密”现象主要是由于混凝土面板间隔浇筑，先浇筑的混凝土面板两侧无约束，后浇筑的混凝土面板两侧有约束导致，本文计算结果中横缝约束作用将导致混凝土面板最大拉应力最大涨幅约为７５％．在施工期建议采取合适的措施，减小面板两侧约束，如能减小横缝内铜止水以及相邻两块混凝土摩擦等产生的约束，则能够很大程度地减小面板表面开裂的风险。

2.3主要水下修复材料性能

（1）LW水溶性聚氨酯化学灌浆材料。LW水溶性聚氨酯化学灌浆材料是一种快速高效的防渗堵漏材料。固结体为弹性体，并且可遇水二次膨胀，具有弹性止水和以水止水的双重功能，适用于变形裂缝的防水处理。（2）HK-SXM水下快速密封剂。HK-SXM水下快速密封剂具有水下不分散、固化快、与水下混凝土黏结力强、无毒和使用方便等特点，可用于水下混凝土裂缝、接缝、凹槽和孔洞的快速密封和补强处理。（3）SR防渗保护盖片。SR防渗保护盖片是一种针对混凝土面板堆石坝接缝止水开发的新型表面防渗保护材料，由SR塑性止水材料、增强型三元乙丙橡胶板、高强纤维布和聚酯膜等材料经特殊工艺复合而成。

2.4“二脲一布”新型盖板操作要点

沿柔性填料两侧混凝土面板表面涂刷潮湿型界面剂（每侧界面剂涂刷宽度25cm），涂刷均匀、无漏涂。待潮湿型界面剂表干后（12ｈ），直接刮涂聚脲。涂刷第一遍聚脲后，等聚脲表干（估计6～8ｈ），聚脲与混凝土之间的接触宽度大于20cm时，再涂刷第二遍聚脲，并马上黏贴胎基布（聚脲胎基布），胎基布与混凝土面的搭接长度为10cm，并与刮涂聚脲融为一体。聚脲表干后再涂刷第三遍和第四遍聚脲，直至涂层厚度达到4mm;涂刷聚脲后保证看不到胎基布。每次涂刷一次成型，不要来回涂，防止出现小包。

2.5保温措施

为降低寒潮和日温度差对面板防裂功效的影响，结合面板堆石坝常规工况和寒潮模拟计算结果，对面板常规工况与考虑寒潮15℃温度变幅度条件下的温度场、温度应力、板面保温功效的关联性进行比较分析。保温措施下温度和应力分析显示：（1）保温功效越好，获得最大温度的所用时间越长，该温度也越高。（3）保温功效影响内外温度差、面板最大温度，从而影响结构应力状态。采取砼早期保温后，面板受日温度差影响，拉应力有所降低，保温力度越大，面板应力的峰值对应越小，并且均低于面板允许的抗拉强度需求。（4）完成最大温降过程后，保温功效越好，面板累积的温度越多，砼获得的最大温度越高，基础温度差越大，拉应力将越大，但是在允许强度内，工程实用中须防止盲目追求保温，而以控制寒潮温度变幅与日温度差为优选，通过适当计算确定。

2.6环境相对湿度对最大拉应力的影响

当面板长度和横缝约束强度为定值时，随着环境相对湿度的增大，最大拉应力随之下降，环境相对湿度和最大拉应力两者之间表现为负相关。环境相对湿度低于0.6，干缩应力占温湿耦合拉应力的主要部分，提高环境相对湿度能较大幅度地减小混凝土表层早龄期的“湿降幅度”，从而减小最大拉应力。另一方面表明，温湿耦合计算结果的最大拉应力并非是温度应力和干缩应力的线性叠加，当环境相对湿度较低，温湿耦合计算结果的最大拉应力远大于温度应力。温湿耦合计算结果的最大拉应力远大于温度应力，主要原因在于早龄期如果环境比较干燥，混凝土表层水分大量散失到空气中，而早龄期时混凝土内部湿度仍较大，故形成较大的“内外湿差”，在内外混凝土的相互约束作用下在混凝土表面形成比较大的拉应力．温湿耦合计算结果的最大拉应力略低于干缩应力，主要原因在于混凝土内部温度在一定程度上提高了湿度扩散系数，加快了湿度从内部向表面转移，实际削弱了“内外湿差”，从而相对减小了拉应力。

结语

混凝土面板堆石坝坝高的增加，使面板接缝挤压破坏状况加剧，且易沿垂直缝从坝体顶部延伸至水下部分。为减少坝体渗漏量并保证坝体结构稳定性，对挤压破损部位采用水下修复技术进行处理十分必要。面板接缝化学灌浆和SR防渗结构结合的施工技术，既能有效解决面板接缝挤压破坏产生的渗漏问题，又能快速实现面板接缝表面封闭加固。对施工期保温、配筋以及垫层约束措施的防裂效果进行了分析。相关成果，对面板堆石坝加强混凝土面板施工质量，超前加强面板开裂防治，有技术参考意义。

参考文献：

[1]吴鑫铃．混凝土面板堆石坝应力变形有限元计算研究［D］．福州大学．2013．

[2]牟声远．高混凝土面板堆石坝安全性研究［D］．西北农林科技大学．2008．

[3]王瑞骏．混凝土面板堆石坝温度应力与干缩应力及渗流特性研究［D］．西安理工大学．2006．