尼尔基水库主坝与左副坝连接处变形分析及修复处理

刘 勇，刘 亮，张 龙

（嫩江尼尔基水利水电有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161005）

尼尔基水库主坝与左副坝连接处变形分析及修复处理

刘 勇，刘 亮，张 龙

（嫩江尼尔基水利水电有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161005）

文章对尼尔基水利枢纽主坝与左副坝连接处变形问题产生原因进行简单分析，对其采取拆除坝体至心墙与防浪墙脱空处；对心墙进行重新浇筑，再恢复防浪墙、坝体等措施进行修复。工程完工后，尼尔基水利枢纽再遇较大洪水时，可以合理调度、调蓄洪水，不再受心墙脱空部分，安全隐患所困。希望相关部门在类似坝体施工过程中对坝体沉降问题引起重视。

不均匀沉陷；变形修复；尼尔基水库；黑龙江

1　工程概述

尼尔基水利枢纽主坝与左副坝连接段长68.657m，桩号为1+478.833～1+547.490m。连接段内设重力式混凝土连接墩，外形为四棱台体，墩顶与主、副坝防渗体顶部同高，高程为218.50m。混凝土连接墩顶部沿坝轴线方向长2m，宽4m，建于弱风化花岗闪长岩中、上部，基础防渗处理采用帷幕灌浆，并与主坝、左副坝基础防渗帷幕连成整体。

2　存在问题

2007年1月22日，尼尔基公司枢纽管理处技术人员巡视检查发现，“主坝与左副坝连接处（桩号1+536.59m）防浪墙结构缝出现裂缝，上部开度75mm，下部开度55mm，结构缝左右两边沉降差28mm。”11月3日，“主坝坝面桩号1+536.59m处混凝土面板之间产生裂缝，最大裂缝宽度25 mm，沉降33mm。”11月10日，“桩号1+536.59 m混凝土面板处再次出现裂缝，此处裂缝宽度18 mm，沉陷差35mm；此处防浪墙出现裂缝，宽75 mm，沉陷高差30mm，上下游发生错位20mm。”

2009年6月，巡视检查发现，桩号：1+537.59 m处：坝顶公路上、下游侧混凝土路面板均已沉陷断裂；该处防浪墙已产生明显的相对位移。汛期高水位期间，尼尔基公司相关技术人员加强了巡视、观测，2009年10月6日库水位达到215.84m（接近正常蓄水位216m）的当时历史最高蓄水位，2010年9月9日库水位达到215.69m，该部位未发生渗漏破坏，没有发现异常。

2012年9月，尼尔基公司委托南京水利科学研究院对主坝与左副坝连接处（桩号1+539.3m，心墙轴线下游侧0.2m处，钻孔孔径25.40mm）采用便携式浅层取样钻机进行局部钻孔检测实验，重点检测连接处防浪墙底板与下部心墙脱空可能性。检测发现，主坝混凝土防浪墙底座以下与沥青混凝土心墙之间存在最大约10.7cm的脱空区。

2013年汛期，嫩江流域发生50年一遇大洪水，考虑到主坝与左副坝连接处存在安全隐患，水库水位最高蓄至216.54m（设计洪水位218.15 m）。为了保障水库合理调蓄洪水，有效利用来水，防止溃坝事件发生，排除安全隐患，修复变形，势在必行。

3　变形分析

从坝体建设期施工情况看，左副坝坝体于2003年9月13日开始填筑，2004年9月10日心墙及坝壳料填筑至218.70m高程；防浪墙施工于2005年6月11日施工，9月24日完工。可见防浪墙完工前，坝体约有一年的沉降时间，而这也是坝体沉降的主要时段。主坝导流明渠段（主坝与左副坝连接处主坝侧）心墙为碾压式沥青混凝土，最后一层为振捣式沥青混凝土。沥青混凝土心墙的施工与主坝坝体填筑同步进行。碾压式沥青混凝土心墙施工于2004年9月27日开工（冬季停工），2005年6月20日完工。振捣式沥青混凝土心墙（高程218.27～218.75m）于6月28日开始，7月15日结束。2005年7月23日坝顶防浪墙开始浇筑，至9月29日防浪墙施工完成。可见，防浪墙浇筑完工前，并没有给主坝心墙及坝体预留足够的沉降时间。防浪墙下土体没有预留施工沉降时间，坝体填筑结束后就直接浇筑防浪墙，使得本应在施工期发生的沉降“推迟”至竣工后，故出现坝体沉降变形是必然的。

为了保证主坝与左副坝防渗结构的连续性，在两坝防渗体间设有混凝土连接墩。该墩座落岩基上，墩顶沿坝轴线方向宽2.0m。主坝桩号1+ 535.59～1+549.59m段长为14m的防浪墙有2m坐落在该混凝土连接墩顶部，连接墩建基于基岩，该部位的防浪墙基本上没有沉降，其余12m长坐落在主坝坝体上，根据前文所述，该部位的防浪墙必然会发生一定的沉降变形，因此，该14m长的防浪墙底板与心墙顶部脱空及桩号1+535.59m端部抬高的现象是可以理解的。

4　修复处理

坝体脱空部位高程为218.5m（设计洪水位为218.15m），当来较大洪水时，为充分发挥尼尔基水利枢纽的调蓄洪水作用，最大限度的拦蓄洪水，保障下游人民生命财产安全，也保障坝体本身的安全，公司决定，对主坝与左副坝连接处变形问题进行修复处理。

主坝与左副坝连接处坝体变形问题的修复主要分两部分：一是拆除坝体至心墙与防浪墙脱空处；二是对心墙进行重新浇筑，再恢复防浪墙、坝体等。

1）坝体拆除

坝体拆除采用机械配合人工拆除的方式，利用破碎锤破碎混凝土路面，挖掘机挖出坝壳料，开挖至防浪墙底板时，为避免机械设备对沥青心墙造成破坏采用人工配合风镐拆除。防浪墙拆除后现场揭示：脱空区域呈三角形，最大脱空位于主坝防浪墙与连接墩搭接处，最大脱空12cm，沥青心墙与防浪墙连接的“z”型铜片止水被拉伸，但未脱离心墙。脱空长度约12m（不到一节防浪墙的距离）。左副坝防浪墙并无明显脱空。

2）沥青混凝土心墙重新浇筑

原沥青混凝土心墙上部高程218.50m以下为高度60cm两侧带砌块的振捣式沥青混凝土，预制块有3层，砌块高度20cm。此次沥青混凝土心墙开挖深度为20cm，至脱空为0及底部无破损时结束，开挖时将松动、开裂、破损的沥青混凝土一并拆除。施工过程中，利用风镐人工凿除心墙30 cm，表面凿毛处理。表面处理达到平顺、清扫干净、无灰尘、无松动沥青混凝土。结合面清扫完成后，使用喷枪对沥青心墙混凝土加温。至沥青混凝土表面出油，均匀涂刷一层稀释沥青。涂刷后，表面平整光滑，无流淌、鼓包现象，贴服牢靠。

浇筑前对沥青混凝土心墙结合面进行加温处理，表面温度不小于70℃。沥青混凝土入仓温度控制在140℃～150℃之间，人工平仓，先利用刀式振捣器振捣，然后使用手扶振动夯进行表面夯实。碾压后，表面平整，有返油。

3）防浪墙、下游挡墙及坝壳料、坝顶路面恢复

混凝土浇筑：绑筋、支模后，采用商混凝土泵送跳仓浇筑，Φ50软轴振捣捧振捣。成型后，由专业瓦工对混凝土表面进行抹平、压光处理。

坝壳料回填：使用振动碾，分层碾压，每层40 cm，碾压完成后，采用核子密度仪检测，每层合格后进行下一层碾压，直至坝顶高程220.7m。

4）按原貌恢复其它原有设施。

5　结语

尼尔基水利枢纽主坝与左副坝连接处变形修复处理施工设计标准采用建设期时的标准，工程历时3个月完工。工程完工后，尼尔基水利枢纽再遇较大洪水时，可以合理调度、调蓄洪水，不再受心墙脱空部分（218.5m）安全隐患所困。希望在今后坝体施工过程中，引以为戒，对坝体沉降加以重视。

TV698.2+3

B

1002－0624（2015）10－0055－02

2014-11-21