豐樂(lè)混凝土雙曲拱壩裂縫分析

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1、豐樂(lè)混凝土雙曲拱壩裂縫分析摘要：豐樂(lè)水庫(kù)大壩為變圓心變半徑的等厚拱混凝土雙曲拱壩。1978年夏季，壩區(qū)出現(xiàn)百年不遇的長(zhǎng)期高溫干旱氣候，此時(shí)水庫(kù)又處于空庫(kù)狀態(tài)，致使壩體長(zhǎng)期在空庫(kù)＋自重＋溫升荷載組合下運(yùn)行。1978年冬季，在左、右岸下游壩面分別出現(xiàn)9條和3條裂縫；其后，下游壩面陸續(xù)發(fā)現(xiàn)新的裂縫。本文通過(guò)對(duì)下游壩面裂縫原因的分析，總結(jié)出拱壩設(shè)計(jì)中在體型及日照溫度等方面對(duì)壩體應(yīng)力的影響，借以提出對(duì)拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)日照影響因素進(jìn)行妥善改進(jìn)。關(guān)鍵詞：砼拱壩壩裂縫體型溫度日照成因分析豐樂(lè)雙曲拱壩1　工程概況　　豐樂(lè)水庫(kù)位于安徽省黃山市巖寺區(qū)境內(nèi)豐樂(lè)河上，距黃山東南約50km，是一以

2、防洪、灌溉為主結(jié)合發(fā)電的綜合利用工程，水庫(kù)尾水流入新安江水庫(kù)。水庫(kù)總庫(kù)容8400萬(wàn)m3，壩址以上控制流域面積297km2，為中型三等工程。水庫(kù)校核洪水位（500年一遇）為210．6m，設(shè)計(jì)洪水位為208．8m，正常蓄水位為201．0m，死水位為183．0m。　　豐樂(lè)水庫(kù)大壩為變圓心變半徑的等厚拱混凝土雙曲拱壩，壩頂高程211．0m，壩底最低高程157．0m，最大壩高54．0m；壩頂厚2．5m，壩底厚12．5m，厚高比0．23；壩頂弧長(zhǎng)216．15m，壩頂弦長(zhǎng)168．2m，弧高比4．0，弦高比3．1。大壩沿拱壩軸線分為16個(gè)壩塊，各壩塊寬約12m。拱壩的結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表1?！　?/p>

3、壩頂設(shè)有開(kāi)敞式自由挑流溢洪道，溢流壩段弧長(zhǎng)56．1m，堰頂高程204．0m，最大泄量2060m3／s。　　大壩于1973年1月開(kāi)始混凝土澆筑，1976年6月完成大壩混凝土施工，1978年3月大壩橫縫重復(fù)灌漿結(jié)束，至此，拱壩已形成整體結(jié)構(gòu)，具備蓄水運(yùn)用條件。但因庫(kù)內(nèi)公路改線工程未能按期完成，為維持屯溪市至黃山的公路交通，壩內(nèi)放水底孔一直敞開(kāi)，水庫(kù)遲遲不能蓄水。1978年夏季，該地區(qū)出現(xiàn)百年不遇的長(zhǎng)期高溫干旱氣候，水庫(kù)同時(shí)處于空庫(kù)狀態(tài)，致使壩體長(zhǎng)期處于空庫(kù)＋自重＋溫升荷載組合下運(yùn)行。1978年冬季在左、右岸下游壩面分別出現(xiàn)9條和3條裂縫，后于1986年進(jìn)行了裂縫灌漿處理?！　?/p>

4、大壩裂縫分布見(jiàn)圖1。圖中裂縫編號(hào)1～20系1979～1986年間年出現(xiàn)的，其中有12條裂縫即為1978年冬季在下游壩面產(chǎn)生的（左岸9條、右岸3條）；圖中未編號(hào)的裂縫是1986～2001年間發(fā)展的裂縫。2　壩身裂縫及其發(fā)展2．1　1986年灌漿前下游壩面裂縫狀況　　由于1978年夏季高溫干旱，大壩處于空庫(kù)狀態(tài)，而拱壩較薄，拱圈曲率又較大，溫度荷載引起拱壩向上游變位，在下游壩面拱座附近產(chǎn)生較大拉應(yīng)力。1978年5月7日到8月26日，在大壩左岸下游2號(hào)壩塊195m高程至6號(hào)壩塊165m高程發(fā)現(xiàn)裂縫，裂縫基本上平行于岸坡方向，總長(zhǎng)度達(dá)80m左右，縫寬達(dá)1．0mm；右岸12號(hào)壩塊1

5、75m高程至14號(hào)壩塊176．3m高程裂縫沿175m高程水平建筑縫延伸29．35m長(zhǎng)。1979年初用環(huán)氧樹(shù)脂封堵裂縫，當(dāng)年10月發(fā)現(xiàn)裂縫繼續(xù)張開(kāi)并向兩端延伸。1979年12月，南京水利科學(xué)研究所用超聲波對(duì)大壩左岸下游拱座附近184m高程裂縫進(jìn)行探測(cè)，裂縫深度大于2．3m，該處壩厚6．9m?！　∮捎诖髩瘟芽p未能及時(shí)修補(bǔ)，1979年水庫(kù)蓄水后至1986年9月，大壩裂縫已發(fā)展到20條，總長(zhǎng)度達(dá)260．8m，在裂縫和橫縫相交處，壩面潮濕、滲水，高水位時(shí)局部裂縫有噴射水霧現(xiàn)象。1986年冬季用改性環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行灌漿，共灌了19條裂縫，共計(jì)灌入改性環(huán)氧樹(shù)脂漿液331．2L，灌后縫面不再

6、滲漏，通過(guò)超聲波檢測(cè)，大多數(shù)裂縫的波幅都有很大程度的提高，有的已接近無(wú)縫混凝土的波幅。2．2　壩身裂縫的發(fā)展　　裂縫灌漿后，大壩運(yùn)行一直比較正常。從1986年至1994年的觀測(cè)資料看，左岸壩后裂縫寬度有增大的趨勢(shì)，但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)新的裂縫，已灌漿的裂縫也沒(méi)有被拉開(kāi)?！　?996年以后，下游壩面陸續(xù)發(fā)現(xiàn)新的裂縫，下游壩面漏水點(diǎn)增多，至2001年底共發(fā)現(xiàn)有40多處漏水點(diǎn)，并拌有白色的氫氧化鈣析出，部分裂縫和橫縫交叉處漏水，且滲水縫段較長(zhǎng)，出現(xiàn)新的裂縫。2001年12月14日檢查發(fā)現(xiàn)，6號(hào)、8號(hào)、10號(hào)、11號(hào)壩塊出現(xiàn)水平裂縫或斜裂縫共6條，總長(zhǎng)度28．1m。2．3　壩身裂縫的性狀通

7、過(guò)1979年和1986年分別由南京水科所和蚌埠水科所用超聲波對(duì)裂縫進(jìn)行檢測(cè)，裂縫最大深度分別為2．3m和2．14m，縫寬不大于1．0mm，2002年初由淮河流域水工程質(zhì)量檢測(cè)中心對(duì)新、老裂縫進(jìn)行檢測(cè)，裂縫寬度為0．05～0．45mm。　　從幾次裂縫檢測(cè)結(jié)果看，豐樂(lè)拱壩下游面裂縫均為表面裂縫。3　裂縫原因分析3．1　1978年大壩裂縫分析3．1．1　拱壩體型對(duì)大壩變形的影響　　豐樂(lè)拱壩是等厚圓弧拱，拱壩中心角較大，以196m高程拱圈為例，該層拱圈厚6．1m，拱圈中心半徑86．75m，中心角126°。如按目前的扁平拱壩布置，相同壩