徐伟
身份证号：42092219831213****
摘要：某水库大坝大体积混凝土在施工过程中，出现较多裂缝，裂缝形态多样，有表面裂缝、浅层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝，结合现场施工实际情况，对产生裂缝进行分析，并提出具体措施建议，为后续类似工程提供参考。
关键字：大体积混凝土；重力坝；混凝土裂缝
一、工程概况
水库位于长沙市境内，是一座以灌溉为主，兼作县城备用水源的综合性水利工程。本工程为Ⅲ等中型工程，水库正常蓄水位139.0m，相应库容3115万m3；校核洪水位139.27m，总库容3160万m3。
工程主坝为埋石混凝土重力坝，最大坝高60.5m，大坝边坡最大开挖高度75.0m，坝顶高程140.5m，宽8.5m。左、右岸非溢流坝长分别为182.75m、135.6m，中间溢流坝段长20.0m，溢流堰堰顶高程136.0m，共设2孔4.5m×3.0m（宽×高）表孔泄流，通过工作闸门控制泄洪，采用底流消能方式。
二、大体积混凝土重力坝的设计施工方案
1、大坝混凝土设计分区
本工程拦河主坝坝轴线为折线布置，由溢流坝、右岸非溢流坝、左岸非溢流坝等建筑物组成，大体积混凝土重力坝坝轴线长338.35m，共分为16个坝段，其中1～9#坝段、11～16#坝段为非溢流坝段，10#坝段为溢流坝段并接消力池与下游河道。坝体材料采用标号R90150埋石混凝土，埋石率20%，坝体上游面、基础建基面以上2.0m厚混凝土采用标号R28200混凝土，溢流坝、消力池表面采用标号R28300混凝土，消力池除面层R28300混凝土外其余部位采用标号R28200混凝土，闸墩及导墙采用标号R28250混凝土。
2、混凝土配合比
坝体埋石混凝土，标号C15W4F100，水泥（PO42.5）221kg，砂566kg，碎石1386kg，水145kg，粉煤灰74 kg，减水剂5.9 kg，引气剂2.07 kg。
3、大坝分层分仓浇筑
本工程大坝混凝土分层分块原则如下：
（1）各坝段坝体在82.2m～107m高程和119.85m以上均采用通仓浇筑，除水工结构布置的永久伸缩缝外，不另设施工纵缝。在107m高程以上设置一条平行于坝轴线的纵缝，先进行纵缝上游先浇块混凝土浇筑，再进行纵缝下游后浇块混凝土浇筑，后期再根据混凝土的温度进行纵缝灌浆。
（2）适应立模和散热条件，分层厚度根据不同部位考虑：在基础约束部位浇筑层厚1.5～2.0m，采用短间歇期5～7d。为适应埋石混凝土的施工特性，约束区以外每层高度不超过2.0m，现场每层浇筑高度为1.5m。夏季宜减小浇筑层厚，保证正常的间歇时间，利用天然低温水流水养护。
（3）混凝土分块最大仓面积达1100m2，混凝土浇筑应根据资源配置情况采用平铺法或台阶法施工。
4、大体积混凝土施工流程
本主坝工程的基础建基面以上2m厚混凝土采用标号C20混凝土，基础2m范围外浇筑标号C15混凝土与埋石，因此埋石砼浇筑前的仓面存在凿毛清理关键工序，浇筑工作的主要流程如下：
1、测量放线，采用中海达V30型号GPS测量仪器，测量精度为1.5cm，对照设计图纸进行放样。
2、支立模板，水库埋石混凝土重力坝模板主要是上下游结构边界、横向伸缩缝、灌浆廊道、纵缝模板，主要采用钢模板，灌浆廊道、纵缝模板采用木模板。
3、仓面凿毛清理，所有仓面与临时施工缝均须采取凿毛或冲毛等处理措施，现场采用高压水枪与人工凿毛两种方法，处理后的仓面与临时施工缝应无松动、无灰浆浮渣、无乳皮及污染，并微露粗砂。
4、验仓，对仓面模板、钢筋、水机埋管等结构尺寸进行验收，对仓面凿毛清理质量进行验收，对备仓骨料与埋石料进行现场查看，确保入仓材料干净、无泥。
5、混凝土浇筑，本工程重力坝混凝土采用三一汽车制造公司生产HZS180C8搅拌站的进行拌和，最大生产能力180m3/小时。混凝土通过 9m3、12m3容量的混凝土搅拌运输车运输，在平仓浇筑时，直接运至浇筑仓内，在沉仓浇筑时，通过溜槽卸入 6 m3 料斗内，采用臂长20米斗容量为0.6 m3的挖机入仓浇筑。人工平仓振捣，振捣采用低频插入式振捣棒，降低噪音对周边村民的影响。
6、块石选取与清洗，选取外形方正饱满的块石作为埋石料，通过高压水枪进行人工冲洗干净，再由后八轮自卸车运转仓面进行埋石。埋石时，先铺一层厚度20～50cm混凝土，再铺设块石，经工人振捣至块石沉入混凝土中，现场不允许先埋石再浇混凝土。
7、仓面冲毛养护，根据本工程地区气温条件，现场冲毛的时间夏天是收仓后的5～7h，冬天大于0°时8～12h，小于0°时为防止仓面结冰，故不进行冲毛，改用凿毛的方式进行仓面处理，冲毛后遗留的砂浆在下一仓备仓时需清理干净。平时进行洒水养护，夏季高温时采用流水和覆盖麻布袋进行养护，冬季低温时采用内土工膜外泡沫板进行双层保温覆盖，防开裂效果明显。
三、混凝土裂缝
1、混凝土裂缝的产生原因
最早发现产生裂缝的为8号坝段高程84m处，后续陆续增加，其中最长裂缝长度为23.34m，详见下表：
裂缝处理台帐
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针对裂缝频繁出现，参建单位多次邀请专家，主要产生裂缝原因及意见如下：
产生裂缝原因很多，主要为未设置纵缝通仓浇筑混凝土；混凝土原材料的因素；混凝土配合比因素；温控措施不到位；养护不到位等。
专家意见：设置纵缝，分缝分块浇筑混凝土，避免出现长距离浇筑块；优化混凝土配合比；尽量早晚浇筑；优化设计施工方案；严格控制混凝土原材料和混凝土拌和浇筑质量，认真落实好降温保湿和养护措施。
2018年6月后，参建各单位按专家意见优化设计、优化施工方案，裂缝没有消除，但是大幅度减少，达到了预期目标。
2、裂缝处理方式
Ⅰ类缝处理:采取表面涂刷处理，用改性环氧基液浸润涂刷裂缝，然后用改性环氧砂浆将裂缝封堵。
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类裂缝处理:先表面封闭处理，采用裂缝化学灌浆，在缝面布设并缝钢筋。
处理措施:布设灌浆盒和灌浆孔→凿缝钻孔→冲洗与检查→埋灌浆管灌浆盒→封缝待凝→配浆灌浆-→布置并缝钢筋→灌浆质量检查。
3、质量检查与验收
压水检测:造检查孔后，对检查孔(5%数量灌浆孔)进行压水试验，采用单点法压水，压水检查压力0.3 Mpa。压水试验合格标准:吸水率≤10ml/min。
四、减少裂缝措施建议
1、分缝分块浇筑砼。现有施工条件难以满通仓浇筑混凝土施工要求，应按规程规范要求合理分缝分块浇筑混凝土。
2、优化配合比。本项目混凝土材料就地取材，减少成本，但岩石为砂质板岩，具有不利的一面，施工中应优化配合比设计，减少水泥用量。
3、加强养护。本重力坝工程埋石混凝土埋设了20%的块石，虽在一定程度上减少了水化热的产生，但仍属于大体积混凝土的范畴，浇筑完成后产生水化热量也较大，集聚在混凝土内部不易散发出去，会形成较大的内外温度差，从而产生较大的温度应力。因此在浇筑时可埋设温度计，后期定时读取内部温度数据，对比外界温度，根据温度差采用适当的保护措施，本工程根据现场温度数据，采用夏季流水降温和冬季覆盖保温的措施，在一定程度上减少了裂缝的出现。
参考文献：
[1].中华人民共和国住房和城乡建设部 . 大体积混凝土施工规范： GB 50496—2009［S］. 2009 .
[2].中华人民共和国水利部.水工混凝土施工规范：SL 677-2014［S］. 2014 .
[3].李建彬，常汉军．埋石混凝土在混凝土重力坝中的应用[j]．人民长江，2014,45(11)：89-90.