抽水蓄能电站面板堆石坝面板裂缝成因及防裂措施思考

陈征

中国水利水电第十一工程局有限公司  450000

摘要：抽水蓄能电站面板堆石坝在长时间使用过程中可能会出现面板裂缝现象，影响面板堆石坝的质量和承载能力。这就应根据抽水蓄能电站面板堆石坝提出面板防裂措施，使得面板堆石坝在抽水蓄能电站中的作用得以发挥。本文就抽水蓄能电站面板堆石坝面板裂缝予以研究，了解面板堆石坝混凝土面板结构性裂缝和非结构性裂缝的成因，提出针对有效防裂措施，使得抽水蓄能电站面板堆石坝质量效果得以保障。

关键词：抽水蓄能电站；面板堆石坝；裂缝；防裂措施

引言

抽水蓄能电站面板堆石坝混凝土面板会因为各项不合理因素干扰而出现裂缝问题，这就会对面板堆石坝的质量和混凝土面板平整度等方面产生很大影响。这就应从抽水蓄能电站面板堆石坝规模和性能作用入手展开有效防裂处理，在保证混凝土面板质量的同时将面板堆石坝在抽水蓄能电站水资源拦截中的作用全面表现出来。针对抽水蓄能电站面板堆石坝混凝土面板裂缝的成因展开有效分析，以此保障混凝土面板裂缝综合防控效果。
1抽水蓄能电站面板堆石坝面板裂缝的成因

1.1结构性裂缝成因

对于抽水蓄能电站，其运行期间水位通常会发生大幅变化，导致面板堆石坝面板受到的水压力也不断变化，受力环境的多变性加大了面板堆石坝面板开裂的可能[1]。另外，寒冷地区的电站在冬季运行时，坝体上游面的水会因低温而结冰，贴附在混凝土面板上，贴附的冰块会随着库水位的变化而上升或下降，对面板表面产生一种“拖曳力”，最终造成面板堆石坝表面混凝土的破损。这种由于外力作用，在面板表面呈竖向、有规律性的裂缝是抽水蓄能电站面板堆石坝面板结构性裂缝的主要表现形式。

图1面板堆石坝

1.2非结构性裂缝成因

面板堆石坝的混凝土面板厚度较薄，但面积较大，这一特征使混凝土面板极易受到外界环境温度与湿度变化的影响。尤其是在面板堆石坝混凝土面板浇筑施工时，面板堆石坝面板混凝土在硬化过程中会释放大量热，引起面板表层温度急剧上升，使新浇混凝土表面水分迅速蒸发，干燥过快导致混凝土开裂。这是施工后混凝土面板就存在非结构性裂缝的根本原因。针对面板堆石坝面板非结构性裂缝展开研究，其成因主要表现为塑性收缩和温度收缩这两方面上[2]。对于塑性收缩裂缝来说，具体成因表现为混凝土面板上水分迅速蒸发，水分蒸发速度超过混凝土拌和物沁水上升速度，导致混凝土面板出现塑性收缩现象，对面板堆石坝整体安全性和稳定性产生一定影响。对于温度收缩裂缝来说，表现为面板堆石坝接受混凝土浇筑时因为水泥水化热作用而导致混凝土面板产生大量热，造成混凝土面板内外温差过大，在温度应力影响下就很容易导致面板堆石坝面板出现变形开裂问题。

2抽水蓄能电站面板堆石坝防裂措施

2.1结构性裂缝预防措施

对于抽水蓄能电站堆石坝混凝土面板结构性裂缝来说，对其展开有效预防涉及的措施如下所示：第一，应在抽水蓄能电站面板堆石坝混凝土面板设计过程中对受拉刚度和受压区域加以确定，并在适当位置设置张拉缝，并对分缝距离展开有效控制。选择变形程度高的填料对缝隙进行有效填充，避免混凝土面板因为受压而出现结构性裂缝问题[3]。同时也应保证钢筋配置的合理性，对面板整体刚度进行提拉处理，加强混凝土面板结构性裂缝预防效果，使得抽水蓄能电站堆石坝混凝土面板整体刚度和承载能力得到有效提高。第二，应根据抽水蓄能电站堆石坝混凝土面板的性能和结构性裂缝表现形式做好相应处理，根据抽水蓄能电站各项工作现实开展情况预留坝体沉降期，避免在堆石坝沉降期进行混凝土面板施工，严防混凝土面板因为抽水蓄能电站堆石坝不均匀沉降而出现面板开裂和质量安全问题。结合抽水蓄能电站各项工作实施情况为堆石坝混凝土面板预留3个月左右的沉降期，使得抽水蓄能电站面板堆石坝可以在混凝土浇筑施工前期得到均匀沉降，避免面板堆石坝混凝土浇筑过程中因为坝体沉降而出现脱空等问题[4]。从而加强抽水蓄能电站堆石坝混凝土面板结构性裂缝综合防范力度，严防抽水蓄能电站堆石坝混凝土面板因为结构性裂缝而出现明显质量安全问题，使得结构性裂缝预防措施在抽水蓄能电站面板堆石坝质量安全维护中的作用全面表现出来。

2.2非结构性裂缝预防措施

针对抽水蓄能电站堆石坝混凝土面板非结构性裂缝展开预防，需要保证以下预防措施的合理性和可靠性，就目前来看，抽水蓄能电站堆石坝混凝土面板非结构性裂缝的预防措施表现在以下几个方面：

2.2.1优化混凝土配合比

为保证抽水蓄能电站堆石坝混凝土面板非结构性裂缝得到有效预防，就应在落实各项具体要求情况下对应用在面板堆石坝面板施工中的混凝土进行合理调配，保证混凝土配合比达到合理状态，这就可以提高混凝土的抗裂性能，降低堆石坝混凝土面板在施工和投入实际使用过程中出现非结构性裂缝问题。在混凝土调配时，应选择水化热低的水泥材料，降低混凝土面板因为温度应力影响而出现非结构性裂缝的可能性[5]。此外，也应在混凝土材料中掺加细颗粒活性材料，这就可以降低混凝土的温升作用，降低抽水蓄能电站堆石坝混凝土面板界面过渡区的内泌水和孔隙问题的发生几率，这对于提高抽水蓄能电站面板堆石坝混凝土施工材料的抗拉强度有重要作用。混凝土调配过程中应采用中强度、低弹模、低线膨胀系数的骨料，在保证混凝土材料质量的情况下避免抽水蓄能电站堆石坝混凝土面板出现热变形现象，借此强化非结构性裂缝的预防力度。

2.2.2施工质量控制

在抽水蓄能电站堆石坝混凝土面板施工过程中也应根据抽水蓄能电站水资源储量变化情况做好相关质量控制，避免抽水蓄能电站堆石坝混凝土面板施工因为质量调控不达标而出现非结构性裂缝问题。在抽水蓄能电站面板堆石坝混凝土浇筑过程中需要对现场环境和气候温度等方面展开有效控制，避免在夏季正午高温时间段或者恶劣天气状况下进行混凝土浇筑，据此减少外界环境对混凝土面板质量产生的影响，使得抽水蓄能电站堆石坝混凝土面板施工过程中非结构性裂缝得到有效防控。在抽水蓄能电站堆石坝面板混凝土过程中需要采取适当温控措施，保证混凝土浇筑温度与堆石坝面板内部温度达到相互平衡的状态，这就可以保障抽水蓄能电站堆石坝面板混凝土浇筑质量和非结构性裂缝预防力度，借此保证面板混凝土浇筑施工符合非结构性裂缝预防要求，使得抽水蓄能电站堆石坝面板混凝土过程中非结构性裂缝综合管控力度得到有效保障。除此之外，在抽水蓄能电站堆石坝面板混凝土浇筑振捣过程中也应在其中应用快插慢拔方式，合理掌握抽水蓄能电站堆石坝面板混凝土浇筑振捣时间，增强振捣技术在抽水蓄能电站堆石坝面板混凝土浇筑质量问题管控中的作用，使得非结构性裂缝得到有效预防，保证面板堆石坝在抽水蓄能电站中的性能作用，为抽水蓄能电站各项工作顺利开展和水资源调节提供合理参考依据。
结语

为保证面板堆石坝在抽水蓄能电站中的作用，就应根据抽水蓄能电站运行情况和面板堆石坝功能作用对各种类型裂缝问题展开有效处理。由于各类裂缝问题对面板堆石坝功能的影响比较大，后续处理的成本造价也比较高，这就应对抽水蓄能电站面板堆石坝面板裂缝展开有效预防，保证抽水蓄能电站面板堆石坝面板防裂措施的针对性，降低抽水蓄能电站面板堆石坝混凝土面板在施工和使用过程中出现裂缝问题的可能性。

参考文献

[1]包家顺,潘军海. 混凝土面板非结构性裂缝成因分析及处理[J]. 浙江水利水电学院学报,2023,35(01):68-71.

[2]马国杰,朱晟,王汇明. 某抽水蓄能电站上库堆石坝防渗面板允许裂缝宽度分析[J]. 水电能源科学,2023,41(02):86-89.

[3]徐志丹,谭建军,陈光耀. 抽水蓄能电站面板堆石坝面板裂缝成因及防裂措施研究[J]. 大坝与安全,2022,(05):41-44.

[4]衡阳,陈强. 某水库面板堆石坝混凝土面板裂缝成因分析[J]. 浙江水利科技,2022,50(04):64-67+74.

[5]刘永涛,郑东健,武鑫,曹恩华. 混凝土面板堆石坝水下面板裂缝成因数值分析[J]. 长江科学院院报,2021,38(12):152-157.