清河水库溢洪道混凝土裂缝成因分析及处理方法

姜凤海

（辽宁省清河水库管理局，辽宁 铁岭 112003）

1 概述

清河水库是一座以防洪、灌溉为主，兼顾工业供水、养鱼、旅游等综合利用、多年调解的大型水利枢纽工程。水库控制流域面积2 376km2，总库容9.71亿m3。溢洪道工程1958年10月13日动工。1959年5月22日曾进行一次大规模洞室爆破，1962年溢洪道进口修改设计，将原设计2孔正常溢洪道、6孔非常溢洪道改为6孔正常溢洪道，加上右岸开挖中发生多次滑坡塌方，至1966年9月26日才正式建成。根据《辽宁清河水库工程质量检测报告》，溢洪道各控制段表面明显可见性裂缝，总计230条。

2 裂缝成因分析

资料统计表明：溢洪道闸门边墩、中墩均存在垂直裂缝，位置在闸门和牛腿之间，缝宽1～2mm，长度贯穿闸墩及闸墩基础，北侧边墩有2条裂缝。溢洪道边墙存在少量裂缝。从资料计算复核分析，牛腿设计抗裂能力满足规范要求，但支座闸墩钢筋分布集中，荷载分散面积小，在钢筋尾部形成集中荷载，因此，在温度裂缝诱导下发展成闸墩现状裂缝分布。

根据《辽宁清河水库工程质量检测报告》及现场实际检测发现，所有中墩均在其大致中间部位存在贯穿竖向裂缝，裂缝从基础向上发展，但尚未发展至墩顶，并且裂缝均处于牛腿分布筋边缘。边墩裂缝较多，其中一条裂缝折向牛腿根部，说明裂缝后期受牛腿作用影响较为显著，但由于边墩裂缝后侧抗水平荷载能力较大，因此，边墩裂缝对结构影响远较中墩小。

因此裂缝产生原因主要包括溢洪道闸墩过长和温度应力约束、混凝土的干缩、自生体积变形和外部约束作用等几方面，其中主导因素是外部约束作用——基础温度应力所致，牛腿荷载对于闸墩裂缝后期发展有较大影响。

3 渗水原因分析

（1）地质条件。根据地质勘察资料，溢洪道各控制段岩石节理发育，规模较小的断层有30余条，破坏了岩石的完整性，在水压力作用下很容易形成渗流通道。

（2）边墩及边墙止水。由于各控制段左右边墩及边墙底面与基岩相接处设计无止水，使得左右边墩及边墙岩石裂隙渗水沿混凝土裂缝内渗出。

4 裂缝安全影响分析

经“95.7”洪水（134.93m）考验，闸墩未出现异常，说明闸墩稳定和强度目前状态下没有问题，这主要是裂缝尚未完全贯通墩顶，钢筋锈蚀轻微，缝前缝后闸墩作为一体承受荷载。但裂缝继续发展变宽，引起钢筋锈蚀断裂，导致缝后闸墩单独受力，将导致溢洪道抗滑不稳和基底应力不满足规范要求，危及水利工程安全，必须对裂缝进行工程技术处理。

5 裂缝处理方法

（1）混凝土裂缝大于0.5mm采用开槽法，施工采用环氧树脂∶聚硫橡胶∶水泥∶砂=10∶3∶12.5∶28。首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀，将环氧树脂与聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中，再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮（约0.2kg）将已拌好的砂浆稀释到适中稠度。及时将拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入，一组砂浆的整个施工过程需要30min左右完成。在砂浆嵌入缝槽内处理好后2h以内及时用毛毡、麻袋进行覆盖，待完全初凝后，开始用水养护。

（2）混凝土裂缝宽度为0.2～0.3mm采用低压注浆法。施工修补工序为裂缝清理—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，使裂缝封闭，大约10min后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行，若气温高的话，半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆嘴，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆嘴压入裂缝，当相邻的嘴中流出浆液时，就可拔出补缝器，堵上铝铆钉。为了保证浆液充满，在注浆后约30min可以对每个注浆嘴再次补浆。

（3）混凝土裂缝宽度小于0.2mm采用表面覆盖法。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法，这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以追踪其变化。施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛，清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的气孔，再用修补材料涂覆表面。

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