大体积混凝土坝质量问题及其处理

大体积混凝土坝质量问题及其处理建国50年来，全全国各地在大大中型水利枢枢纽工程建设设中取得了巨巨大的成绩，形形成了一支水水利枢纽工程程勘测设计施施工及科学研研究的队伍，这这支队伍在实实际锻炼中取取得了丰富的的经验。提高高了水平，在在水工建设方方面，我国有有可能在较短短期间内赶上上世界先进水水平。在水利利枢纽建设取取得伟大成绩绩的同时，由由于同期建设设的工程数量量多、规模大大、而且经验验不足，技术术工作与管理理工作不能满满足客观的需需要，因而也也获得了不少少有益的经验验教训，各种种类型的质量量问题的处理理就是其中之之一。无论是已建建或未建的工工程，在发现现有质量问题题以后应当进进行妥善的处处理，因而全全国普遍采取取了质量问题题的检查，并并且严肃认真真地进行质量量问题的补强强处理，为了了总结经验，避避免今后在工工作中走弯路路，有必要实实事求是的就就各工程(无论是已成成的或未成的的)的具体质量量问题及其处处理，进行具具体分析，从从中找到有益益的经验，并并得出必要的的结论。1大体积混凝凝土坝施工质质量问题的成成因及其后果果施工质量事事故，在目前前施工条件下下，在一般混混凝土大坝施施工中虽属很很难完全避免免的，但是严严重的带有原原则性的施工工质量事故，必必须切实而有有效地加以防防止，要防止止混凝土大坝坝施工质量事事故，首要的的是正确分析析产生施工质质量事故的原原因。1.1混凝土土大坝施工质质量事故的原原因，一般来来讲有主观的的原因和客观观的原因在主观方面面，首先是领领导骨干对保保证混凝土大大坝施工质量量的重要意义义认识不足，不不能有效地贯贯彻“百年大计质质量第—”的基本建设设方针，片面面地强调进度度而放松了质质量；其次在在广大职工群群众中缺少必必要的、经常常的质量问题题教育，不善善于运用群众众路线的工作作方法来保证证质量；第三三，组织机构构及检查制度度不健全，质质量问题没有有得到各级领领导应有的重重视，或在工工作中得不到到应有的支持持。在客观方方面，技术力力量和机械设设备不能适应应施工需要，缺缺少正确的、符符合实际情况况的技术规程程等等。要彻彻底解决质量量问题，还必必须对下列若若干生产工艺艺问题、技术术处理问题给给予特别注意意，认真加以以改善。1.2防止质质量事故应注注意的问题(1)在在混凝土生产产方面混凝土土生产是决定定混凝土质量量的首要因素素，大坝混凝凝土质量问题题很多是由于于混凝土生产产不合质量要要求而引起的的，混凝土生生产包括原材材料准备及生生产工艺两个个方面，在这这两个方面任任何—方面降低质质量要求都将将导致降低强强度标号及其其他各项力学学指标，容易易产生裂缝、透透水性强、易易剥蚀风化等等严重缺陷，影影响大坝安全全。原材料准备备包括水泥、水水泥掺和料、砂砂石骨料外加加剂、拌和用用水等需要的的原材料，以以及供冷、供供热等准备工工作，其中水水泥的品种尤尤为重要，大大坝混凝土应应当采用低发发热量、低含含碱量、初期期强度高、塑塑性性能好、初初凝期长的特特制大坝水泥泥，其化学成成份的控制最最好能作到C2S十C3S≥80％，C3A≤5％，C4AF≤15％，水泥供供应品种不宜宜过多过杂，水水泥运进工地地以后应当严严格地进行检检验，并进行行混凝土试验验。砂石骨料料的准备工作作包括骨料本本身质量以及及开采加工的的质量，粗粒粒径的骨料无无论是采用块块石加工或卵卵石，首先要要保证骨料强强度以及其他他物理力学指指标满足混凝凝土的设计要要求。软弱颗颗粒以及针片片状颗粒不能能超过规范规规定，并要严严格控制无定定形二氧化硅硅比率，否则则会降低混凝凝土的各项力力学指标，或或引起破坏混混凝土结构的的碱性膨胀；；其次，在开开采加工方面面，要严格按按照混凝土设设计级配的规规定分极，超超径和逊径必必须有效地加加以控制，决决不允许超过过规范规定，超超逊径比率过过大往往是降降低混凝土质质量的重要因因素，细颗粒粒骨料(砂料)应当采用级级配比较均匀匀的中粗砂，如如果砂料的细细度变化过大大，级配组成成不好，则应应当进行分选选采用多级配配，水泥掺和和料应当采用用经过试验的的、符合要求求的活性材料料，否则掺用用不合格料也也会大大影响响混凝土的强强度和寿命，其其他外加剂(加气剂、塑塑化剂、减水水利)、拌和用水水，也应当保保证质量使之之符合设计要要求。在工艺方面面应当严格控控制称量、加加水量、拌和和时间以及搅搅拌的均匀程程度，特别是是采用半机械械化生产方法法时，更应当当特别注意。无无论是采用自自动控制称量量，或人工称称量都必须达达到规定的精精确度。用水水量过多，水水灰比过大将将会造成混凝凝土泌水、灰灰浆流失、干干缩等质量问问题，严重影影响混凝土的的质量，搅拌拌混凝土时往往往为了图方方便而多加水水，这是最常常见、最有害害的质量事故故。拌和时间间不够，搅拌拌不均匀，骨骨料分离也将将严重地降低低混凝土的质质量。(2)在在混凝土浇筑筑方面由于混凝土土浇筑工艺不不良而立模形形成的大坝混混凝土质量问问题是一种最最易发生的质质量问题。浇浇筑工艺包括括运输、浇灌灌、平仓、振振捣等，混凝凝土运输路线线过长、时间间过久易引起起骨料分离、出出现初凝现象象；浇灌方法法不当，相应应的平仓振捣捣不合要求时时，则易产生生灰浆损耗过过多、不密实实、初凝冷缝缝等事故，国国内混凝土大大坝施工有不不少这样的经经验教训，如如利用自卸卡卡车直接运送送混凝土入仓仓，利用不符符合质量要求求的皮带机运运送混凝土人人仓，采用高高差很大的溜溜管浇灌等等等均易造成上上述浇筑事故故。在乎仓振振捣方面，仓仓面不平正，灰灰浆分离；振振捣不密实，特特别是大面积积漏震等浇筑筑事故，也会会造成较为严严重的大坝质质量问题。在在发生初凝以以后，进行强强迫振捣的做做法对混凝土土结构也是有有害的。要防止浇筑筑过程中产生生严重的质量量问题，首先先应当进行合合理的混凝土土施工设计，选选定浇筑方案案，包括分缝缝、分块浇筑筑方法及施工工设备选择等等，广泛采用用高新技术、加加强自动监测测和控制，全全面控制总进进度和工艺流流程等，根据据设计方案进进行施工准备备工作，并拟拟定混凝土施施工规程，严严格按照设计计规定及施工工规范施工，全全面推行现代代化的、科学学的工程管理理。(3)在在温度控制方方面为了防止大大坝产生危害害性较大的温温度裂缝，必必须严格控制制混凝土的温温度及温度应应力。温度问问题应当视作作保证大坝混混凝土质量最最重要的问题题之—，温度裂缝缝是必须防止止而且也是可可能防止的。(4)在在保养方面新浇混凝土土的保护和养养护对防止产产生质量问题题具有非常重重要的意义，寒寒冷季节对混混凝土应当采采取有效的防防冻措施。在在新浇筑混凝凝土表面进行行保护，防止止气温骤降、寒寒冷气流冲击击混凝土，这这是防止产生生严重温度裂裂缝的一项重重要措施。夏夏季浇筑混凝凝土应当采取取降温措施，在在新浇混凝土土的表面，应应防止烈日暴暴晒，予以必必要的有效保保护。间歇期期间与拆模以以后应当不间间断地进行养养护，经常保保持混凝土表表面湿润，防防止因干缩而而发生裂缝，混混凝土保护问问题应当视作作一项专门的的科学研究问问题，展开长长期的试验研研究工作。2大坝施工质量量问题一般处处理方法及其其效果混凝土大坝坝施工过程中中产生质量问问题以后，必必须进行补强强处理，根据据国内外经验验，质量事故故经补强处理理以后可以达达到安全运转转，但不能与与完好混凝土土一样，有些些还可能后遗遗一些问题，需需要经常进行行检修。有人人怀疑补强处处理效果，甚甚至由于经验验不足而产生生否定补强处处理的主张。因因此在探讨补补强处理时应应当弄清楚混混凝土大坝施施工质量问题题能不能处理理?怎样补强处处理?补强处理应应当注意那些些问题?纠正不注意意质量或认为为质量问题无无法处理好的的两种偏差。2.1混凝土土大坝施工质质量问题能否否处理混凝土大坝坝施工质量问问题包括温度度裂缝、蜂窝窝狗洞冷缝等等浇筑事故，一一般都是可以以进行补强处处理的。美国国的诺里斯坝坝、方塔那坝坝，苏联的新新西伯利亚水水电站以及我我国的小丰满满大坝都曾发发生过较严重重的施工质量量事故，有些些经过补强处处理，证明可可以安全运转转，甚至在第第二次世界大大战中遭受战战争严重破坏坏的一些混凝凝土大坝，如如苏联的德尼尼尔彼得罗夫夫斯克坝经过过修复补强以以后，仍然可可以安全运转转。由此可见见。通过认真真的补强处理理，质量问题题是能够得到到解决的。另外，试验验研究结果也也证明了混凝凝土大坝施工工质量事故经经补强处理后后会得到好的的效果。例如如水泥灌浆在在填充裂隙、空空间，增强强强度、抗渗性性方面均证明明是有效的，灌灌浆工艺试验验方面，也证证明了这些质质量事故的可可灌性是不容容怀疑的，因因此水泥灌浆浆的效果在质质量事故处理理中应当加以以肯定，加上上化学材料，灌灌浆快速，效效果明显，因因而发展灌浆浆补强是完全全合适的。根据试验，丹丹江口工程混混凝土振捣不不密实事故经经灌浆处理后后，各项力学学指标改变的的情况如下表表：凝土浇筑时时发发生的初凝凝事事故会留下下冷冷缝，一般般冷冷缝由于张张开开度很小，且且且可能有一一些些影响灌浆浆质质量的冷缝缝表表面膜，因因而而不易进行行灌灌浆处理。而而而冷缝最大大的的危害性在在于于漏水，使使大大坝抗滑稳稳定定性遭到破破坏坏，因此在在处处理冷缝事事故故时，应当当采采取措施增增强强坝体的防防渗渗性。坝体体混混凝土温度度裂裂缝只要张张开开度≥lmm，一般可以以采用水泥泥灌灌浆进行处处理理，在试验验室室中裂缝灌灌浆浆试验如下下表表：

缝宽＜1mm试件尺寸

/cm数量龄期灌浆试验

间歇期裂缝面

抗压强度抗剪强度

（垂直压力为0.7MPa)50×50×5062个月

灌浆前0.18～0.2650×50×54302个月1个月灌浆后0.18～0.29

试验成果说说明灌浆措施施对处理质量量问题是有一一定效果的，应应当特别重视视，改进灌浆浆材料和灌浆浆工艺措施，以以便进一步提提高灌浆效果果。进行灌浆浆补强后仍然然不能恢复大大坝正常运转转时，还可以以采取其他结结构补强措施施，根据研究究结果，这种种措施方法很很多，只要采采用得当，一一般都是有效效的。总之，从当当前国内外积积累的实践经经验以及科学学研究成果来来看，施工质质量事故在一一般情况下都都是可以进行行处理的，除除有其他方面面如规划、设设计等问题外外，一般并不不存在能不能能处理的问题题。2.2怎样进进行混凝土大大坝补强处理理首先从工作作程序来看，第第一步应查明明质量真实情情况，系统地地进行检查分分析试验研究究工作。包括括施工记录整整理分析研究究；坝体混凝凝土钻孔取样样检查及压水水试验；肉眼眼或使用机械械、电子仪器器观测并作长长期记录；第第二步在取得得足够资料以以后，可以分分析各坝段存存在的问题及及其影响，必必要时作模型型试验验证，确确定其补强设设计条件；第第三步验算各各坝段安全情情况，并确定定其补强措施施方案；第四四步进行小规规模的处理，取取得经验并伎伎处理工艺逐逐步完善；第第五步大规模模进行补强处处理施工。其次从补强强处理的技术术措施方面来来看：补强灌浆是是处理—般混凝土质质量所必需的的，灌浆孔布布置采用逐步步加密的方法法，即在需要要补强灌浆的的混凝土上钻钻孔灌浆，钻钻于孔的排距距在第一序钻钻孔时可以稍稍大，一般6～10m2布置一个钻钻孔；灌浆后后进行钻孔检检查，遇有必必要，在两孔孔间加密进行行第二序第三三序钻孔灌浆浆。在混凝土大大坝质量问题题十分严重的的情况下，单单纯采用灌浆浆措施是难以以完全达到预预期效果的。例例如在坝体渗渗漏十分严重重的情况下，很很难设想完全全依靠灌浆达达到恢复防渗渗的效果，裂裂缝情况特别别严重，尤其其是在平行坝坝轴线方向贯贯穿性裂缝时时，更不能完完全依靠灌浆浆恢复大坝整整体性。少量量质量特别坏坏、不能进行行有效处理的的还应当考虑虑挖除，更不不是灌浆处理理所能解决问问题的。例如如：第一、大坝坝上游面防渗渗结构破坏以以后。危害极极其严重，特特别是建筑物物挡水以后，光光凭灌浆处理理很难完全恢恢复防渗的效效果。要彻底底解决防渗问问题，无论是是在施工期间间或运转期间间都应当考虑虑加做防渗护护面工程。施施工期间在围围堰保护之下下加作防渗护护而工程，在在施工技术上上是没有很大大困难的，只只要需要。就就应当坚决地地做，不能存存侥幸思想。在在运转过程中中如果发现坝坝体渗漏，而而灌浆措施又又不能达到预预期的效果时时，应当考虑虑放空水库进进行补强处理理。防渗护面面结构措施有有多种，根据据国内外经验验有大体积混混凝土或钢筋筋混凝土而板板、薄钢板、钢钢丝网喷浆、沥沥青玛蹄脂、塑塑料护面等。这这些措施都有有良好的效果果，应当根据据工程规模、重重要性、施工工条件、有无无放空水库、放放空水后对国国民经济的影影响等条件，进进行技术经济济比较后考虑虑采用那一种种修补措施。可可以放空水库库进行修补的的大坝，可以以考虑用钢丝丝网喷浆、沥沥青玛脂护面面等简易措施施，但在大坝坝运转期间。如如放空水库修修理将造成巨巨大的损失时时，一劳永逸逸地进行彻底底处理，因此此防渗处理应应当根据具体体情况分别对对待，在坝体体渗漏不太严严重的情况下下，可以采取取灌浆补强，一一般即能够满满足需要。反反之，如果渗渗漏情况十分分严重。必须须加强防渗护护面工程时，应应当坚决采取取措施，进行行补强处理，即即使在水库充充水以后，也也不允许马虎虎从事。第二，大坝坝混凝土发生生贯穿性裂缝缝，特别是平平坝轴线方向向的贯穿裂缝缝，其性质最最为严重，贯贯穿性裂缝破破坏了大坝整整体性，如不不进行有效的的处理，则会会引起坝体应应力重新分布布，在大坝上上游面出现危危险的拉应力力。平行坝轴轴线方向的贯贯穿性裂缝单单纯依靠水泥泥灌浆很难满满足需要，除除非裂缝的部部位很靠上游游，而裂缝面面上压力较大大，剪力较小小，因为水泥泥灌浆处理后后，缝面上可可以传递压力力，因而计算算稳定可以作作为整体来考考虑。但对传传递剪力则有有不同的看法法，—般认为灌浆浆以后，缝面面上的抗剪强强度很低，根根据苏联在第第二次世界大大战以后恢复复德尼伯尔水水电站所进行行的试件试验验，裂缝面上上允许的混凝凝土抗剪强度度平均只有(0.08～0.16))MPa，经过大口口径钻机检查查发现，大于于lmm的裂缝经灌灌浆处理后基基本上达到紧紧密结合的目目的，混凝土土芯的极限抗抗剪强度曾达达(0.16～0.20))MPa。据分析混混凝土裂缝面面受渗水作用用可能析出钙钙质，在裂缝缝面上形成很很薄的膜，因因而灌浆后水水泥结石并不不能使混凝土土真正恢复整整体性，因而而大大降低了了抗剪强度，也也就不能恢复复大坝抗剪的的作用。另一一种看法则认认为裂缝与冷冷缝性质并不不完全一样，冷冷缝灌浆效果果很差。其原原因是张开度度很小，根本本不能灌进浆浆体，而裂缝缝张开度较大大，一般均能能为水泥浆充充满，至于灌灌浆后缝面上上的抗剪强度度试验结果也也不完全—致，一般认认为德尼尔试试验的成果是是偏低的，而而丹江口工地地进行试验的的结果缝面的的抗剪强度可可以达到完好好混凝土的90％左右(应该指出，在在达到抗剪强强度时，缝面面的剪切变形形值，大大超超过完好的混混凝土，亦即即达到同样变变形时缝面抗抗剪强度就很很低)。加之裂缝缝面并非铅垂垂光滑平面，因因而在灌浆以以后抗剪强度度可以得到较较大程度的恢恢复，但不论论灌浆后恢复复抗剪强度如如何，单纯依依靠灌浆处理理还是不够安安全的，应当当结合结构处处理。结构处理有有多种方法，一一种是小丰满满补强时所采采用的钢筋锚锚栓。另一种种方法是在坝坝体达到稳定定以后，沿裂裂缝面挖槽，槽槽宽1m左右，并在在两面凿成键键槽形状，然然后回填质量量优良的混凝凝土，这种方方法在丹江口口补强研究过过，可能是最最有效的措施施，但施工上上比较复杂。看看来只有裂缝缝情况不十分分严重，采用用前一种方法法是简易可行行的。当坝块高度度尚低，发现现贯穿裂缝时时，设置大量量的跨钢筋对对防止裂缝在在上部新浇混混凝土中继续续发展，也有有一定效果。平平行坝轴线方方向的贯穿性性裂缝处理，还还需要根据其其产状，即裂裂缝的长度、宽宽度、走向、倾倾斜度等来判判明其严重性性，以选择处处理方案，因因而在确定处处理方案以前前必须做大量量的检查试验验研究工作。第三，有一一些部位裂缝缝、浇筑事故故、混凝土强强度不足等情情况应有尽有有，其影响极极为复杂，这这时一般水泥泥灌浆很难收收到预期效果果，甚至采取取结构补强措措施也难以做做到完全有效效，这时往往往不得不考虑虑挖除后重新新回填，回填填时只要严格格控制施工质质量及温度应应力，一般新新老混凝土是是可以结合好好的。在进行补强强灌浆和结构构措施以后，校校核大坝应力力分布与抗滑滑稳定仍不能能达到足够安安全时，可以以采用扩大断断面加大坝体体的办法以兹兹补救。在混混凝土大坝基基础部位施工工质量问题严严重者，还应应特别注意加加强基岩帐幕幕灌浆与固结结灌浆，基岩岩与混凝土接接触灌浆等。大坝混凝土土质量问题的的处理方法，一一般不外是钻钻孔灌浆；局局部的结构加加固；挖除部部分质量特别别低劣的混凝凝土；扩大断断面增大坝体体等办法。在在补强处理时时可以根据需需要选择一项项或多项。2.3混凝土土大坝质量问问题处理中应应当注意的几几个问题混凝土大坝坝在施工过程程中产生严重重的施工质量量问题以后往往往需要在大大坝施工时进进行补强处理理，这样会打打乱基本建设设程序影响正正常施工，这这就需要对一一系列问题适适当地进行处处理。这些问问题有：(1)关关于质量补强强的基建程序序质量补强是是施工中意外外事件，因而而在国家正常常基建程序中中一般不应考考虑这一问题题。但目前有有关部门对这这一问题十分分重视，要求求按照正规的的基建程序即即先由设计部部门编制补强强任务书，经经批准以后再再编制补强设设计，根据设设计进行补强强施工，这样样重视补强工工作的精神是是很好的，但但在基建程序序上是否需要要这样作还值值得研究。因因为施工质量量问题的产生生是不正常的的。在施工当当中应该有效效地防止，即即使万一产生生了质量问题题，需要进行行补强处理时时，也可以当当作不可预见见的项目，在在国家批准的的概算中由不不可预见项目目开支，至于于技术措施应应当由施工单单位认真地进进行研究提出出处理方案，经经过设计部门门同意后施工工，并从中取取得经验教训训，在以后的的施工中不犯犯类似的错误误，建设主管管单位与设计计单位要协助助施工单位，务务必将补强处处理工作做好好，并在验收收时严格进行行鉴定，保证证满足安全运运转的需要。(2)质质量补强与正正常施工干扰扰问题在正常常施工的同时时进行质量问问题补强，势势必要产生很很多的干扰，这这些干扰应当当尽可能地设设法避免，在在正常施工中中应当迅速消消除产生混凝凝土质量问题题的一切主客客观因素，防防止一面不断断施工，一面面不断地产生生大量的质量量问题。已经经发生质量问问题的，处理理时可以根据据情况分别对对待，即从技技术可能与经经济合理两个个方面来研究究，能够先继继续施工而后后处理或一面面正常施工一一面进行处理理者，应当先先正常施工而而后处理，或或边施工边处处理。必须停停止正常施工工进行质量处处理者应当尽尽量缩小到最最小限度，这这样不至于因因为处理质量量问题而使施施工总进度大大大推迟，使使国家蒙受重重大经济损失失。在选择补强强方案时，应应当考虑在安安全可靠经济济合理的基础础上尽量便于于施工，以便便创造条件作作到缩短工期期提前发挥效效益。(3)关关于接缝灌浆浆与补强灌浆浆相互关系问问题有人认为为采用柱状分分块法浇筑的的大坝，由于于坝体内通常常埋设冷却水水管钻孔灌浆浆往往容易打打断冷却水管管，影响坝体体冷却接缝灌灌浆的质量。因因此在处理时时首先要求冷冷却坝体，使使之降低到稳稳定温度进行行接缝灌浆，待待纵缝灌浆完完毕后，再进进行钻孔灌浆浆处理质量事事故，这样考考虑是不尽合合理的，因为为钻孔打断水水管，只要进进行简单的处处理，仍能保保持水管畅通通，因而一面面进行坝体冷冷却，一面进进行钻孔，干干扰并不是很很大的。而在在纵缝灌浆完完毕，剩下来来只有事故灌灌浆的工作量量，这样就可可以大大加快快事故处理进进度，因为钻钻孔灌浆时，钻钻孔工作量大大而且费