水布埡情況介紹

水布埡大壩工程情況介紹葛洲壩集團·清江施工局水布埡大壩一、基本概況水布埡大壩為目前世界上在建的最高的面板堆石壩，最大壩高233m，壩軸線長660m，壩頂寬度12m。上游壩坡1:1.4，下游綜合壩坡1:1.4。壩體分六個填筑區(qū)，從上游至下游分別為蓋重區(qū)（ⅠA、粘土、ⅠB）、墊層區(qū)（ⅡA）、過渡區(qū)（ⅢA）、主堆石區(qū)（ⅢB）、次堆石區(qū)（ⅢC）、下游堆石區(qū)（ⅢD）。填筑總量：1570萬m3。工期：2003年1月開始，2006年10月完成。1、大壩大壩分區(qū)圖—六區(qū)大壩分期圖—六期實際填筑分期

填料設(shè)計指標(biāo)壓實參數(shù)擠壓邊墻配合比一期填筑

二期填筑

三期填筑

四期填筑

五期填筑

大壩上游面

大壩下游面

壩料種類ⅡAAⅡAⅢAⅢBⅢCⅢD設(shè)計要求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壓實度檢測成果

沉降變形

截至到2007年4月，壩體最大沉降量為2241mm，為壩高的0.96%。

壩體變形情況

2、面板

面板底部高程177m，頂部高程405m，最大坡長392.16m，面積13.84萬m2。面板厚0.3～1.1m（T=0.3+0.0035H），受壓區(qū)寬16m，受拉區(qū)寬8m，共55條塊。頂部厚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設(shè)水平施工縫--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極限拉伸值(×10-6)級配砼標(biāo)號≥20W/C+F自生體積變形(×10-6)(90d)粉煤灰摻量(℅)塌落度(cm)保證率(℅)抗凍等級配合比設(shè)計指標(biāo)

施工配合比參數(shù)面板質(zhì)量檢測成果

分期檢測項目檢測組數(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差離差系數(shù)保證率合格率（%）一期面板抗壓強度（Mpa）27443.24.620.10799.8100.0抗拉強度（Mpa）223.58////抗?jié)B等級54≥W12///100.0抗凍等級29＞F100///100.0極限拉伸值（×10-4）29105///100.0二期面板抗壓強度（Mpa）13939.83.710.09399.6100.0抗拉強度（Mpa）173.30////抗?jié)B等級36≥W12///100.0抗凍等級19＞F150///100.0極限拉伸值（×10-4）19108///100.0分期檢測項目檢測組數(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差離差系數(shù)保證率合格率（%）三期面板抗壓強度（Mpa）7742.23.420.081100100抗拉強度（Mpa）113.17////抗?jié)B等級15≥W12///100.0抗凍等級/////100.0極限拉伸值（×10-4）14104///100.0水布埡面板堆石壩在施工過程中，采用了一系列新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備，加快壩體填筑進(jìn)度，提高施工質(zhì)量，有效地減少壩體沉降，有效地預(yù)防或減少面板裂縫，為200m級以上的高堆石壩建設(shè)積累了一定的施工經(jīng)驗。根據(jù)水布埡大壩施工期間出現(xiàn)的有些現(xiàn)象或者說有關(guān)技術(shù)問題，我重點就：壩體上游面裂縫面板裂縫

向各位專家通報……二、有關(guān)問題1、壩體上游面裂縫

大壩填筑高度至150m時，壩體上游面左岸側(cè)出現(xiàn)順坡向裂縫。大壩填筑高度至180m時，壩體上游面右岸側(cè)也出現(xiàn)裂縫。大壩填筑高度至229m時（EL.405），右岸側(cè)原裂縫閉合，未發(fā)現(xiàn)新的裂縫；左岸側(cè)裂縫則進(jìn)一步順岸向發(fā)展延伸，出現(xiàn)新的裂縫。左岸裂縫自下而上延展范圍約為EL.280～EL.400m，距岸坡20～40m范圍，寬度16～94mm。在一期面板澆筑期間，壩體后區(qū)繼續(xù)填筑，一期面板澆筑完畢時，后區(qū)已填至高程325m，此時大壩上游面尚未發(fā)現(xiàn)裂縫。一期面板澆筑完畢后，壩體前區(qū)恢復(fù)填筑上升，當(dāng)大壩填筑至高程330m（壩體總高度約150m）時，于2005年8月，在左岸側(cè)高程300m附近發(fā)現(xiàn)上游壩坡表面逐漸出現(xiàn)裂縫，并隨著壩體的填筑不斷延伸。2005年11月，壩體填至高程360m壩體總高度約約180m時，右岸側(cè)高程320m

左右也開始出現(xiàn)裂縫。截止壩體填筑至二期面板澆筑施工平臺高程364m時，左側(cè)裂縫向上延伸近乎高程364m，向下延伸至高程約280m；右側(cè)裂縫延伸至高程約363m。

（1）二期面板澆筑前，裂縫情況

裂縫分布圖

裂縫監(jiān)測

為觀測裂縫變化規(guī)律，確定裂縫區(qū)內(nèi)的二期面板混凝土澆筑時間和范圍，2005年12月開始分別對左、右岸裂縫寬變化趨勢進(jìn)行了監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果表明：裂縫變化逐漸減小，至面板澆筑時大部分基本趨于穩(wěn)定。裂縫情況

裂縫情況（2）三期面板澆筑前，裂縫情況

二期面板施工完成后，壩體前區(qū)繼續(xù)填筑上升，至2006年10月，大壩填筑至防浪墻底部高程405m，右岸高程340～350m的裂縫逐漸閉合；壩體左側(cè)上游面順坡向裂縫則一直延伸至約高程400m處。裂縫分布圖

（3）裂縫產(chǎn)生性狀及發(fā)展規(guī)律

裂縫主要分布在大壩上游左右兩側(cè)靠近山體處，河床段對應(yīng)的壩體上游坡面無裂縫，高程280m以下無裂縫。左岸側(cè)裂縫較多，也較寬。自下而上延展高度約120m，距岸坡20～40m范圍；右岸裂縫較少、較窄，隨著填筑體的上升，自然閉合。裂縫呈張開性變化，前期變化值較大，隨著壩體前區(qū)填筑的停頓，后期變化較小，直至趨于穩(wěn)定。裂縫深度與裂縫寬度基本成正比關(guān)系，用鋼尺測量裂縫最深約為達(dá)4.1m。（4）裂縫產(chǎn)生原因分析原因一——觀測資料表明，壩體變形主要為沉降變形。隨著填筑高度的增加，沉降量增大；且岸坡越陡（左岸較右岸陡），壩體不均勻沉降變化量越大。壩體兩岸向中間產(chǎn)生較大的位移變化，造成上游坡面出現(xiàn)裂縫并隨著壩體的增高而延伸發(fā)展。原因二——兩岸壩坡多級陡緩相間的臺坎，約高程285m以下，處理較為平順，上部部分臺坎、沖溝處理范圍偏小，加大了岸坡壩基基礎(chǔ)對大壩填筑體的約束力，進(jìn)一步增加了壩體不均勻沉降，也可能是造成上游壩坡面出現(xiàn)裂縫之一。原因三——河床壩基覆蓋層沉降量雖然比較小，但由此產(chǎn)生壩體上部位移變形量會放大增加，加大了壩體不均勻沉降和位移，也是造成壩體上游坡面出現(xiàn)裂縫的原因之一。（5）裂縫處理對已趨于穩(wěn)定的裂縫采用充填灌漿法進(jìn)行封閉，封閉后再進(jìn)行混凝土面板澆筑施工；尚未趨于穩(wěn)定的裂縫影響范圍區(qū)的面板混凝土，盡可能安排在后期澆筑。

充填灌漿采用小廠32.5級普硅水泥、Ⅱ級粉煤灰、膨潤土等材料，配制成混合漿液。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，摻加10％膨潤土。

灌漿壓力采用0～0.2MPa，以不頂破封口為原則。裂縫封閉后，鋪蓋2.0mm厚PVC墊片。裂縫處理示意圖

（6）結(jié)語在200m級高混凝土面板堆石壩施工期，較陡側(cè)岸坡上游坡面發(fā)生裂縫已不鮮見。隨著我國水電建設(shè)和筑壩技術(shù)的發(fā)展，還會有更高的混凝土面板堆石壩問世。建議：在高混凝土面板堆石壩建設(shè)中，應(yīng)對上游壩坡面裂縫加以關(guān)注研究。高混凝土面板堆石壩宜選址于岸坡較為平緩、基礎(chǔ)條件較好的河床地段。壩址所處的河床覆蓋層相對較淺，應(yīng)開挖至基巖面。兩岸壩肩整修應(yīng)平順，沖溝、臺坎處理范圍應(yīng)更寬一些。距壩體兩岸側(cè)40～60m范圍內(nèi)筑壩材料和碾壓控制標(biāo)準(zhǔn)宜適當(dāng)提高。大壩在蓄水期和徐變期的變形，是否還會造成裂縫拉開以及對面板會產(chǎn)生怎樣影響，還需作進(jìn)一步的觀測和探討。2、面板裂縫

一期面板2005年5～6月，進(jìn)行了初期裂縫檢查，共發(fā)現(xiàn)5條裂縫，均沿水平方向發(fā)展。2005年汛后，表面又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)裂縫，且裂縫在高程235m和高程265m附近較為集中。2005年12月中旬～2006年1月初，又進(jìn)行了詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)裂縫255條。共發(fā)現(xiàn)260條裂縫，全為表面性裂縫。二期面板2007年2～3月，共發(fā)現(xiàn)12條裂縫，為表面性裂縫。三期面板目前正在進(jìn)行檢查，已發(fā)現(xiàn)7條裂縫，為表面性裂縫。（1）裂縫分類按縫寬、縫深分為3類：Ⅰ類縫：縫寬＜0.1mm。Ⅱ類縫：0.1mm≤縫寬<0.3mm，縫深≤30cm。Ⅲ類縫：縫寬≥0.3mm，或縫深＞30cm。（2）一期面板裂縫情況

從裂縫位置分布來看，裂縫主要集中在高程235～240m、260～270m之間兩個區(qū)域內(nèi)。裂縫以水平方向為主，R4、R8兩塊面板上出現(xiàn)縱向裂縫。根據(jù)檢測結(jié)果，裂縫內(nèi)部寬度一般小于表面寬度，且裂縫寬度與深度存在一定的正比例關(guān)系。寬度較大的裂縫深度也較大，深度最小值為9.3cm，最大值為55.0cm，未發(fā)現(xiàn)貫穿至面板底部的裂縫。一期面板初期檢查有5條裂縫：Ⅰ類縫4條，Ⅱ類裂縫1條；后期檢測有255條裂縫：Ⅰ類縫195條，Ⅱ類縫54條，Ⅲ類縫6條。二次共檢查出260條裂縫，Ⅰ類縫約占77％，Ⅱ類縫約占21％，Ⅲ類縫有約占2％。

一期面板裂縫布置圖

表面裂縫原因分析：從一期面板裂縫的發(fā)展過程及分布來看，面板澆筑半年以后裂縫陸續(xù)發(fā)生，分布范圍集中在高程260～269m之間的大部分面板和高程235m～245m之間R2～R8塊范圍內(nèi)，多呈水平向開裂，裂縫發(fā)展規(guī)律性較強。①從裂縫分布及面板監(jiān)測資料分析，主要是由于壩體填筑不斷上升，在自重荷載作用下，壩體變形造成對面板的拉伸、擠壓作用，引起面板裂縫。②一期面板澆筑和表面止水安裝結(jié)束后，本應(yīng)迅速回填壩前蓋重區(qū)，但由于種種原因，真正填筑推遲至2005年汛后才進(jìn)行。隨著壩體填筑高度的增加，更加大了壩體變形對面板產(chǎn)生不利影響。③混凝土面板堆石壩沉降量隨壩體增高近似平方關(guān)系加大，相應(yīng)壩體變形量也較大。水布埡大壩一期面板寬度全為16m，屬較寬的面板板塊，對大壩填筑體變形的適應(yīng)性不如較為窄的面板板塊。（3）二期面板裂縫情況

二期共檢測出12條裂縫，其中：Ⅰ類縫7條，Ⅱ類縫5條。（4）裂縫處理裂縫處理時間選擇在1～3月低溫季節(jié)進(jìn)行。裂縫處理方法Ⅰ類縫：表面清理保護(hù)的方法處理（但一般可不作處理）Ⅱ、Ⅲ類縫：鑿槽嵌縫、灌漿、表面清理保護(hù)的方法處理。裂縫處理施工Ⅰ類縫處理表面打磨清洗干燥后，騎縫涂刷10cm寬、1.0mm厚的SG305-C1液體橡膠。固化后，再涂刷一層PSI-200水泥基液。

Ⅱ、Ⅲ類縫處理先鑿槽，沿縫口埋設(shè)兩層灌漿管，采用預(yù)縮水泥砂漿嵌縫，進(jìn)行化學(xué)灌漿處理。灌注材料為CW環(huán)氧基液，待灌漿結(jié)束后，再對其表面進(jìn)行打磨清理，涂刷液體橡膠，固化后，涂刷1.0mm厚PSI-108水泥基液，沿裂縫粘貼PSI-TAPE裂縫快速修補帶，最后在裂縫區(qū)域全部再涂刷一層PSI-200水泥基液。裂縫處理后（5）結(jié)語

對高面板堆石壩，壩體自身變形對前期面板產(chǎn)生的不利影響是客觀存在的。一期面板發(fā)生的均為表層裂縫，且絕大部分位于蓋重區(qū)內(nèi)，裂縫經(jīng)處理后不影響面板的使用功能。2006年10月中旬開始蓄水，10月底蓄水至放空洞底板高程，由放空洞自流下泄，上游水位相對穩(wěn)定在高程254m左右。至今，壩后量水堰無水溢出。選用優(yōu)質(zhì)外水劑、摻合物，可有效