摘要 某水库运行以来,溢流坝闸墩出现竖向裂缝,选取代表性裂缝、适宜的监测设备进行连续监测,对监测数据进行统计计算,判断闸墩混凝土裂缝类型,分析了裂缝的危害性。 
关键词 溢流坝闸墩;裂缝;监测;危害性 
  某水库始建于1970年11月,位于辽宁省辽阳市境内的太子河干流上,是以防洪、灌溉为主且兼顾改善下游农田排涝条件、供给工业用水与工业用水发电的大(Ⅱ)型水利枢纽工程,为部分年调节水库。大坝为混凝土重力坝,最大坝高50.3 m,坝长532 m,大坝溢流坝段设14扇弧形闸门,溢流孔为12 m×12 m。水库弧门1#~14#从大坝右(北)向左(南)编排,共15个闸墩,其中边墩2个,4 m宽瘦墩7个,9 m宽胖墩(内有底孔,检修门井桩号0+12.5 m,工作门井桩号0+6.5 m)6个,闸墩长度32 m。大坝防洪标准按300年一遇洪水设计,10000年一遇洪水校核。水库承担辽阳以下堤防防洪标准为50年一遇,承担辽阳市防洪标准为100年一遇。 
  水库大坝自投入运行以来,因渗漏、裂缝、冻融等问题,一度被列为全国重点病险水库,降低标准运行。20世纪70―80年代,经过几次普查发现,大坝裂缝数量(表1)、长度、宽度有不断增加趋势,从而导致大坝继续发生渗水、冻胀等。为分析判断裂缝类型及其发展趋势、危害性,开始选择代表性裂缝进行连续监测[1-3]。 
  1 混凝土裂缝监测 
  选用BJLG-1型动态裂缝监测仪,实现混凝土裂缝动态特性的采集、存储、显示及分析。该监测仪主要由激光位移传感器、从机、主机、无线传输模块、接收终端(笔记本电脑或PDA)等组成(图1)。监测量程为±10 mm,分辨率为0.005 mm,精度±0.01 mm,最高采样速率240 Hz,数据记录间隔可调0.017~3 600 s,工作温度-25~65 ℃,工作湿度≤80% RH。 
  2 混凝土裂缝监测结果及分析 
  裂缝深度均为贯穿闸墩厚度。取2个闸墩的4条代表性裂缝2个年度的裂缝宽度监测数据(表1),进行统计分析。得出各条裂缝总平均宽度为0.85~1.95 mm,最大变幅为0.29~0.63 mm,最大裂缝宽度为1.02~2.26 mm,最小裂缝宽度为0.65~1.73 mm。 
  根据混凝土裂缝监测数据,裂缝深度为贯穿闸墩厚度,裂缝宽度在不断变化,且宽度均大于0.4 mm,按水工混凝土裂缝的宽度和深度分类(表2),属D类裂缝,且属活动裂缝。该类裂缝危及混凝土结构安全,需要进行补强加固处理。 
  3 混凝土裂缝危害性分析 
  3.1 裂缝的发生和发展将影响混凝土结构的整体性 
  当混凝土结构出现贯穿性裂缝后,将原整体结构分割成2个或多个相互独立的结构体,不能以一个整体发挥功能作用,要恢复混凝土结构的整体性也是比较困难的[4]。裂缝的宽度和深度达到一定程度后,将预示着结构临近破坏。某水库溢流坝闸墩的竖向裂缝普遍发展到堰面高程,几乎把整个闸墩混凝土分割成几个单体,只靠受力筋链接,已经危及到闸墩混凝土构件的完整性和安全性。 
  3.2 裂缝将导致混凝土结构丧失部分或全部使用功能 
  混凝土闸墩竖向活动裂缝贯穿至堰面,有水分沿裂缝入渗其中,尤其是处于北方严寒地区,经历冻融交替,将进一步加剧裂缝两侧混凝土老化、损伤,钢筋锈蚀,降低或丧失结构功能。对挡水建筑物来说,裂缝渗漏水会严重影响建筑物的使用功能,甚至会限制蓄水位[5]。 
  3.3 裂缝将会影响混凝土结构的耐久性 
  横向裂缝通常是指垂直于受拉钢筋方向的裂缝,一般由外荷载引起。在较宽的裂缝处,如果有水和氧气侵入,钢筋首先发生个别点的坑蚀,继而逐渐形成“环蚀”;同时向缝两侧扩展,形成锈蚀面。钢筋锈蚀、体积膨胀会进一步引起混凝土结构的顺筋向开裂,对混凝土结构带来更大的危害性[6-7]。当钢筋表面生锈、表面混凝土保护层剥落,钢筋会更容易锈蚀,影响耐久性。 
  3.4 裂缝将影响混凝土建筑物的整体美观 
  裂缝过多或过宽,不仅会给人以不安全感和危险感,还会影响混凝土建筑物的美观形象,破坏了建筑物、构筑物的美感效果。 
  4 参考文献 
  [1] 王利民.混凝土坝坝体裂缝浅析[J].海河水利,2002(5):42-44. 
  [2] 岳峰.某水库闸墩裂缝普查及补强加固方法探讨[J].甘肃水利水电技术,2010(5):42-43. 
  [3] 王义勇,周文祥.某大坝闸墩裂缝检查与成因分析[J].农业与技术,2009(4):100-103. 
  [4] 肖翔,李振青,周晓雁,等.病险水工程裂缝修补技术[M].北京:中国水利水电出版社,2009. 
  [5] 中华人民共和国电力行业标准.DL/T5251-2010水工混凝土建筑物缺陷检测和评估技术规程[S].北京:中国标准出版社,2010. 
  [6] 王志忱,杨毅,王亮,等.参窝水库闸墩裂缝区域钢筋力学性能检测分析[J].东北水利水电,2013(4):54-55. 
  [7] 靖立玲.水工混凝土结构裂缝的危害控制[J].北京水务,2007(6):44-46.