水布垭情况介绍

水布垭大坝工程情况介绍葛洲坝集团·清江施工局水布垭大坝一、基本概况水布垭大坝为目前世界上在建的最高的面板堆石坝，最大坝高233m，坝轴线长660m，坝顶宽度12m。上游坝坡1:1.4，下游综合坝坡1:1.4。坝体分六个填筑区，从上游至下游分别为盖重区（ⅠA、粘土、ⅠB）、垫层区（ⅡA）、过渡区（ⅢA）、主堆石区（ⅢB）、次堆石区（ⅢC）、下游堆石区（ⅢD）。填筑总量：1570万m3。工期：2003年1月开始，2006年10月完成。1、大坝大坝分区图—六区大坝分期图—六期实际填筑分期

填料设计指标压实参数挤压边墙配合比一期填筑

二期填筑

三期填筑

四期填筑

五期填筑

大坝上游面

大坝下游面

坝料种类ⅡAAⅡAⅢAⅢBⅢCⅢD设计要求2.252.252.202.182.152.15一期平均值2.272.272.232.21/2.20二期平均值2.272.272.232.212.172.20三期平均值2.272.272.212.212.182.20四期平均值2.262.272.232.202.172.16五期平均值2.262.252.262.222.202.16压实度检测成果

沉降变形

截至到2007年4月，坝体最大沉降量为2241mm，为坝高的0.96%。

坝体变形情况

2、面板

面板底部高程177m，顶部高程405m，最大坡长392.16m，面积13.84万m2。面板厚0.3～1.1m（T=0.3+0.0035H），受压区宽16m，受拉区宽8m，共55条块。顶部厚30cm，底部最大厚110cm。分三期施工。一期：高程177～278m--2005.1～3月施工二期：高程278～346m，高程332m设水平施工缝--2006.1～3月施工三期：高程346～405m--2007.1～3月施工一期面板

二期面板

三期面板

28d90dC30二F200≥97≥100≤0.38203～7≥95极限拉伸值(×10-6)级配砼标号≥20W/C+F自生体积变形(×10-6)(90d)粉煤灰掺量(℅)塌落度(cm)保证率(℅)抗冻等级配合比设计指标

施工配合比参数面板质量检测成果

分期检测项目检测组数平均值标准偏差离差系数保证率合格率（%）一期面板抗压强度（Mpa）27443.24.620.10799.8100.0抗拉强度（Mpa）223.58////抗渗等级54≥W12///100.0抗冻等级29＞F100///100.0极限拉伸值（×10-4）29105///100.0二期面板抗压强度（Mpa）13939.83.710.09399.6100.0抗拉强度（Mpa）173.30////抗渗等级36≥W12///100.0抗冻等级19＞F150///100.0极限拉伸值（×10-4）19108///100.0分期检测项目检测组数平均值标准偏差离差系数保证率合格率（%）三期面板抗压强度（Mpa）7742.23.420.081100100抗拉强度（Mpa）113.17////抗渗等级15≥W12///100.0抗冻等级/////100.0极限拉伸值（×10-4）14104///100.0水布垭面板堆石坝在施工过程中，采用了一系列新技术、新工艺、新材料、新设备，加快坝体填筑进度，提高施工质量，有效地减少坝体沉降，有效地预防或减少面板裂缝，为200m级以上的高堆石坝建设积累了一定的施工经验。根据水布垭大坝施工期间出现的有些现象或者说有关技术问题，我重点就：坝体上游面裂缝面板裂缝

向各位专家通报……二、有关问题1、坝体上游面裂缝

大坝填筑高度至150m时，坝体上游面左岸侧出现顺坡向裂缝。大坝填筑高度至180m时，坝体上游面右岸侧也出现裂缝。大坝填筑高度至229m时（EL.405），右岸侧原裂缝闭合，未发现新的裂缝；左岸侧裂缝则进一步顺岸向发展延伸，出现新的裂缝。左岸裂缝自下而上延展范围约为EL.280～EL.400m，距岸坡20～40m范围，宽度16～94mm。在一期面板浇筑期间，坝体后区继续填筑，一期面板浇筑完毕时，后区已填至高程325m，此时大坝上游面尚未发现裂缝。一期面板浇筑完毕后，坝体前区恢复填筑上升，当大坝填筑至高程330m（坝体总高度约150m）时，于2005年8月，在左岸侧高程300m附近发现上游坝坡表面逐渐出现裂缝，并随着坝体的填筑不断延伸。2005年11月，坝体填至高程360m坝体总高度约约180m时，右岸侧高程320m

左右也开始出现裂缝。截止坝体填筑至二期面板浇筑施工平台高程364m时，左侧裂缝向上延伸近乎高程364m，向下延伸至高程约280m；右侧裂缝延伸至高程约363m。

（1）二期面板浇筑前，裂缝情况

裂缝分布图

裂缝监测

为观测裂缝变化规律，确定裂缝区内的二期面板混凝土浇筑时间和范围，2005年12月开始分别对左、右岸裂缝宽变化趋势进行了监测。监测结果表明：裂缝变化逐渐减小，至面板浇筑时大部分基本趋于稳定。裂缝情况

裂缝情况（2）三期面板浇筑前，裂缝情况

二期面板施工完成后，坝体前区继续填筑上升，至2006年10月，大坝填筑至防浪墙底部高程405m，右岸高程340～350m的裂缝逐渐闭合；坝体左侧上游面顺坡向裂缝则一直延伸至约高程400m处。裂缝分布图

（3）裂缝产生性状及发展规律

裂缝主要分布在大坝上游左右两侧靠近山体处，河床段对应的坝体上游坡面无裂缝，高程280m以下无裂缝。左岸侧裂缝较多，也较宽。自下而上延展高度约120m，距岸坡20～40m范围；右岸裂缝较少、较窄，随着填筑体的上升，自然闭合。裂缝呈张开性变化，前期变化值较大，随着坝体前区填筑的停顿，后期变化较小，直至趋于稳定。裂缝深度与裂缝宽度基本成正比关系，用钢尺测量裂缝最深约为达4.1m。（4）裂缝产生原因分析原因一——观测资料表明，坝体变形主要为沉降变形。随着填筑高度的增加，沉降量增大；且岸坡越陡（左岸较右岸陡），坝体不均匀沉降变化量越大。坝体两岸向中间产生较大的位移变化，造成上游坡面出现裂缝并随着坝体的增高而延伸发展。原因二——两岸坝坡多级陡缓相间的台坎，约高程285m以下，处理较为平顺，上部部分台坎、冲沟处理范围偏小，加大了岸坡坝基基础对大坝填筑体的约束力，进一步增加了坝体不均匀沉降，也可能是造成上游坝坡面出现裂缝之一。原因三——河床坝基覆盖层沉降量虽然比较小，但由此产生坝体上部位移变形量会放大增加，加大了坝体不均匀沉降和位移，也是造成坝体上游坡面出现裂缝的原因之一。（5）裂缝处理对已趋于稳定的裂缝采用充填灌浆法进行封闭，封闭后再进行混凝土面板浇筑施工；尚未趋于稳定的裂缝影响范围区的面板混凝土，尽可能安排在后期浇筑。

充填灌浆采用小厂32.5级普硅水泥、Ⅱ级粉煤灰、膨润土等材料，配制成混合浆液。配合比：水泥∶粉煤灰＝1∶2（重量比）；水∶（水泥＋粉煤灰）＝0.8∶1（重量比）或0.5∶1，掺加10％膨润土。

灌浆压力采用0～0.2MPa，以不顶破封口为原则。裂缝封闭后，铺盖2.0mm厚PVC垫片。裂缝处理示意图

（6）结语在200m级高混凝土面板堆石坝施工期，较陡侧岸坡上游坡面发生裂缝已不鲜见。随着我国水电建设和筑坝技术的发展，还会有更高的混凝土面板堆石坝问世。建议：在高混凝土面板堆石坝建设中，应对上游坝坡面裂缝加以关注研究。高混凝土面板堆石坝宜选址于岸坡较为平缓、基础条件较好的河床地段。坝址所处的河床覆盖层相对较浅，应开挖至基岩面。两岸坝肩整修应平顺，冲沟、台坎处理范围应更宽一些。距坝体两岸侧40～60m范围内筑坝材料和碾压控制标准宜适当提高。大坝在蓄水期和徐变期的变形，是否还会造成裂缝拉开以及对面板会产生怎样影响，还需作进一步的观测和探讨。2、面板裂缝

一期面板2005年5～6月，进行了初期裂缝检查，共发现5条裂缝，均沿水平方向发展。2005年汛后，表面又陆续发现裂缝，且裂缝在高程235m和高程265m附近较为集中。2005年12月中旬～2006年1月初，又进行了详细检查，发现裂缝255条。共发现260条裂缝，全为表面性裂缝。二期面板2007年2～3月，共发现12条裂缝，为表面性裂缝。三期面板目前正在进行检查，已发现7条裂缝，为表面性裂缝。（1）裂缝分类按缝宽、缝深分为3类：Ⅰ类缝：缝宽＜0.1mm。Ⅱ类缝：0.1mm≤缝宽<0.3mm，缝深≤30cm。Ⅲ类缝：缝宽≥0.3mm，或缝深＞30cm。（2）一期面板裂缝情况

从裂缝位置分布来看，裂缝主要集中在高程235～240m、260～270m之间两个区域内。裂缝以水平方向为主，R4、R8两块面板上出现纵向裂缝。根据检测结果，裂缝内部宽度一般小于表面宽度，且裂缝宽度与深度存在一定的正比例关系。宽度较大的裂缝深度也较大，深度最小值为9.3cm，最大值为55.0cm，未发现贯穿至面板底部的裂缝。一期面板初期检查有5条裂缝：Ⅰ类缝4条，Ⅱ类裂缝1条；后期检测有255条裂缝：Ⅰ类缝195条，Ⅱ类缝54条，Ⅲ类缝6条。二次共检查出260条裂缝，Ⅰ类缝约占77％，Ⅱ类缝约占21％，Ⅲ类缝有约占2％。

一期面板裂缝布置图

表面裂缝原因分析：从一期面板裂缝的发展过程及分布来看，面板浇筑半年以后裂缝陆续发生，分布范围集中在高程260～269m之间的大部分面板和高程235m～245m之间R2～R8块范围内，多呈水平向开裂，裂缝发展规律性较强。①从裂缝分布及面板监测资料分析，主要是由于坝体填筑不断上升，在自重荷载作用下，坝体变形造成对面板的拉伸、挤压作用，引起面板裂缝。②一期面板浇筑和表面止水安装结束后，本应迅速回填坝前盖重区，但由于种种原因，真正填筑推迟至2005年汛后才进行。随着坝体填筑高度的增加，更加大了坝体变形对面板产生不利影响。③混凝土面板堆石坝沉降量随坝体增高近似平方关系加大，相应坝体变形量也较大。水布垭大坝一期面板宽度全为16m，属较宽的面板板块，对大坝填筑体变形的适应性不如较为窄的面板板块。（3）二期面板裂缝情况

二期共检测出12条裂缝，其中：Ⅰ类缝7条，Ⅱ类缝5条。（4）裂缝处理裂缝处理时间选择在1～3月低温季节进行。裂缝处理方法Ⅰ类缝：表面清理保护的方法处理（但一般可不作处理）Ⅱ、Ⅲ类缝：凿槽嵌缝、灌浆、表面清理保护的方法处理。裂缝处理施工Ⅰ类缝处理表面打磨清洗干燥后，骑缝涂刷10cm宽、1.0mm厚的SG305-C1液体橡胶。固化后，再涂刷一层PSI-200水泥基液。

Ⅱ、Ⅲ类缝处理先凿槽，沿缝口埋设两层灌浆管，采用预缩水泥砂浆嵌缝，进行化学灌浆处理。灌注材料为CW环氧基液，待灌浆结束后，再对其表面进行打磨清理，涂刷液体橡胶，固化后，涂刷1.0mm厚PSI-108水泥基液，沿裂缝粘贴PSI-TAPE裂缝快速修补带，最后在裂缝区域全部再涂刷一层PSI-200水泥基液。裂缝处理后（5）结语

对高面板堆石坝，坝体自身变形对前期面板产生的不利影响是客观存在的。一期面板发生的均为表层裂缝，且绝大部分位于盖重区内，裂缝经处理后不影响面板的使用功能。2006年10月中旬开始蓄水，10月底蓄水至放空洞底板高程，由放空洞自流下泄，上游水位相对稳定在高程254m左右。至今，坝后量水堰无水溢出。选用优质外水剂、掺合物，可有效