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1、花壩子二級(jí)電站概況
花壩子二級(jí)電站位于云南省文山州與紅河州交界的那么果河河段上。電站廠址位于馬關(guān)縣八寨鎮(zhèn)毛草寨村上游約1.0km處，地理坐標(biāo)為東經(jīng)103°57′08″，北緯23°00′50″。工程區(qū)距馬關(guān)縣浪橋鄉(xiāng)31.0km，距馬關(guān)縣八寨鎮(zhèn)44.0km，距馬關(guān)縣城73.0km，距州府所在地文山92.0km，距昆明412.0km。廠區(qū)和壩址區(qū)有鄉(xiāng)村四級(jí)公路與馬關(guān)縣國(guó)營(yíng)健康農(nóng)場(chǎng)和浪橋鄉(xiāng)相通，交通極為便利。


花壩子二級(jí)電站壩址多年平均流量19.7m3/s，采用攔河壩取水，本電站不具備調(diào)節(jié)能力，但二級(jí)電站攔河壩距一級(jí)電站廠址僅2.4km，一級(jí)電站有調(diào)節(jié)庫容6204萬m3，為年調(diào)節(jié)水庫。因此一級(jí)電站水庫實(shí)際上對(duì)二級(jí)電站進(jìn)行了年調(diào)節(jié)。攔河壩設(shè)計(jì)壩體為漿砌石重力式攔河壩。漿砌石重力壩壩頂高程548.5m，壩頂長(zhǎng)21.4m，相應(yīng)庫水位547.0m。電站設(shè)計(jì)發(fā)電水頭44.0m，裝機(jī)容量2×8.0MW，主要建筑物有攔河壩、引水隧洞、壓力池、地面廠房等。引水隧洞、主、副廠房及升壓站等均布置于河谷左岸。
2、引水隧洞工程概況
花壩子二級(jí)電站引水隧洞總長(zhǎng)1712.4m，為城門洞型無壓隧洞，開挖斷面面積32.9m2，過水?dāng)嗝婷娣e24.5m2，隧洞設(shè)計(jì)底坡1/1000，設(shè)計(jì)引水流量43.3m3。隧洞沿線屬溶蝕侵蝕中山地貌和巖溶峽谷地貌；出露地層主要有寒武系上統(tǒng)∈3x、∈3t、∈3b和第四系，寒武系地層巖性主要為白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r，局部夾泥質(zhì)粉砂巖，第四系由el+dlQ碎石質(zhì)土、粘土、亞粘土和ColQ塊石、碎石及亞粘土組成；地質(zhì)構(gòu)造主要為F31斷層，斷層于隧洞進(jìn)口段穿過，斷層附近巖石較為破碎，擠壓褶皺發(fā)育，巖體完整性差；隧洞沿線一帶地下水類型主要為巖溶裂隙水為主。
隧洞埋深9～150m，隧洞進(jìn)出口段由于受F31斷層影響和巖性的變化，出口段巖性以∈3x頁巖、泥質(zhì)粉砂巖為主。圍巖穩(wěn)定性差～不穩(wěn)定，圍巖類別為Ⅳ類。中間段圍巖條件相對(duì)較好，圍巖主要屬穩(wěn)定性差Ⅲ類圍巖，局部洞段可達(dá)基本穩(wěn)定Ⅱ類圍巖。
隧洞出口標(biāo)段（1+712~1+200段）于2005年7月12日開始斷面開挖，由于工程區(qū)處于雨季多發(fā)時(shí)節(jié)，降雨頻繁，再加之受地質(zhì)條件影響，塌方嚴(yán)重，到7月底施工方仍未進(jìn)入正常施工階段。8中旬，經(jīng)業(yè)主方和施工方的共同協(xié)商，同意隧洞出口采用局部先襯砌后開挖（1+703.5~1+693.5段）的辦法進(jìn)行施工。為了減少投資，與季節(jié)性降雨搶時(shí)間，縮短工期，經(jīng)業(yè)主同意，決定不采用文山州水利水電勘察設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)，改由業(yè)主自行設(shè)計(jì)對(duì)該段隧洞進(jìn)行全斷面鋼筋混凝土襯砌，隧洞邊墻混凝土最大厚度120cm，最小厚度45cm，拱頂混凝土厚度45cm。該單元工程于8月24襯砌結(jié)束，并在業(yè)主方的強(qiáng)烈要求下于9月6日開始對(duì)該段隧洞頂部進(jìn)行土方回填。經(jīng)觀察，回填后不到一個(gè)星期，隧洞起拱位置邊緣和拱頂開始出現(xiàn)縱向裂縫，裂縫大小共計(jì)10余條，平均裂縫寬度5~7mm。到目前為至，尚未就裂縫進(jìn)行任何處理，隧洞周圍也未出現(xiàn)新的裂縫，隧洞工程現(xiàn)在按超前支護(hù)方法繼續(xù)進(jìn)行施工。


3、引水隧洞混凝土裂縫成因分析
裂 縫產(chǎn)生的形式和種類很多，要根本解決混凝土中裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因人手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂 縫產(chǎn)生的最有效的途徑。本人作為當(dāng)時(shí)工程的設(shè)計(jì)人員和現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)負(fù)責(zé)人，現(xiàn)就該工程出現(xiàn)的混凝土裂縫成因做出如下分析：
3.1設(shè)計(jì)原因
因?yàn)樵O(shè)計(jì)中隧洞的拱圈采用的是半圓拱，混凝土等級(jí)采用C20混凝土，分析認(rèn)為是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的斷面突變而產(chǎn)生的應(yīng)力集中造成構(gòu)件裂縫的和混凝土等級(jí)過高造成的裂縫可能性均不大。故認(rèn)為：
1.在設(shè)計(jì)中隧洞拱頂構(gòu)造鋼筋配置過少或過粗（8#槽鋼）等引起構(gòu)件裂縫。
2．在設(shè)計(jì)中未充分考慮混凝土構(gòu)件在摻外加劑情況下的收縮變形。
3.2材料原因
1． 粗細(xì)集料：因施工場(chǎng)地狹窄，砂石料場(chǎng)沒有進(jìn)行全面清理，加之在雨季施工，并且砂石料均用裝載機(jī)進(jìn)行上料，致使砂石料含泥量過大，加之由于砂料加工期間，設(shè) 備運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，加工的集料顆粒級(jí)配不良，在混凝土施工過程中采用了不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配，造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)了裂縫的產(chǎn)生。
2．骨料粒徑：由于碎石加工中找不到理想的石灰?guī)r作料場(chǎng)，采用了炭泥質(zhì)灰?guī)r作料場(chǎng)，使得加工出來的碎石塊徑級(jí)配不均勻，粉塵也較多，針片含量較大，使得混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。
3．混凝土外加劑：在隧洞邊墻底部施工中混凝土外加劑采用了紅星一號(hào)速凝劑，由于市場(chǎng)缺貨，到了邊墻上部和拱頂澆筑時(shí)改用了（氯化鈣），在混凝土攪拌過程中，由于施工員未嚴(yán)格過磅，使得早強(qiáng)劑摻量不當(dāng)（不均勻），嚴(yán)重增加的混凝土不均勻收縮。
4．鋼材：施工單位在隧洞拱頂施工中沒有嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求使用國(guó)標(biāo)8#熱軋槽鋼，而使用了不符合國(guó)標(biāo)的8#廢舊槽鋼（厚度不符合國(guó)標(biāo)要求），抗拉強(qiáng)度不夠，過早疲勞，也是造成混凝土出現(xiàn)裂縫的原因。
3.3混凝土配合比設(shè)計(jì)原因
因 為施工中業(yè)主提供的配合比沒有做過配合比實(shí)驗(yàn)，是從有關(guān)混凝土配合比設(shè)計(jì)手冊(cè)中隨機(jī)查抄的，并且在施工過程中總共換了兩種配合比，雖然兩種配合比水灰比出 入不大，但是施工過程中，業(yè)主過分強(qiáng)調(diào)水泥的用量。使得混凝土單方水泥用量較大、用水量過高，表現(xiàn)為水泥漿體積較大、坍落度較大，收縮量也隨之增大。另 外，配合比設(shè)計(jì)中砂率、水灰比選擇不當(dāng)造成混凝土和易性偏差，導(dǎo)致混凝土離淅、泌水、保水性不良，也增加了混凝土的收縮值。
3.4施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)原因


1．現(xiàn)場(chǎng)澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均影響了混凝土的密實(shí)性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。
2．大體積混凝土澆注，對(duì)水化計(jì)算不準(zhǔn)、現(xiàn)場(chǎng)混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大，混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。
3．現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。
3.5使用原因(外界因素)
混凝土養(yǎng)護(hù)期不到，就向隧洞拱頂回填土，且回填量過大，混凝土使用荷載超負(fù)。這也是該工程中混凝土出出裂縫的原因。
4、混凝土裂縫預(yù)防和處理對(duì)策
裂縫的出現(xiàn)不但會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，還會(huì)引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力。因此根據(jù)裂縫的性質(zhì)和具體情況我們要區(qū)別對(duì)待、及時(shí)處理，以保證建筑物的安全使用。
結(jié)合花壩子二級(jí)電站引水隧洞混凝土襯砌工程，究其原因不難看出， 我 們只要從根本上按規(guī)范設(shè)計(jì)，按規(guī)范嚴(yán)格施工，杜絕盲目節(jié)約投資，盲目趕工期，偷工減料，主觀上提高混凝土設(shè)計(jì)施工管理人員素質(zhì)，要預(yù)防混凝土裂縫的產(chǎn)生其 實(shí)也不難。當(dāng)然這里面還包含有其他技術(shù)方面的因素，在今后的工作中將會(huì)進(jìn)行深入的探討。下面就該工程中混凝土裂縫的修補(bǔ)處理對(duì)策提出以下一些方法：表面修 補(bǔ)法，灌漿、嵌逢封堵法。
1.表面修補(bǔ)法
表 面修補(bǔ)法是一種簡(jiǎn)單、常見的修補(bǔ)方法，它主要適用于穩(wěn)定和對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥 漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護(hù)的同時(shí)為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等 措施。
2.灌漿、嵌逢封堵法
灌漿法主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)，它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。
嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達(dá)到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。
5、結(jié)論
縫 是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久 性，影響建筑物的承載能力，因此要對(duì)混凝土裂縫結(jié)合實(shí)際、進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對(duì)待，采用合理的方法進(jìn)行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫 的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。