花坝子二级电站隧洞衬砌混凝土裂缝成因及其对策(一)

摘要:混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题实本文对花坝子二级电站引水隧洞工程中衬砌混凝土出现裂缝的原因进行了分析,并针对该工程中出现的具体情况,提出了一些简单的预防和处理混凝土裂缝的对策。

关键词:花坝子二级电站混凝土裂缝成因对策

1 花坝子二级电站概况

花坝子二级电站位于云南省文山州与红河州交界的那么果河河段上。电站厂址位于马关县八寨镇毛草寨村上游约1.0km处,地理坐标为东经103°57'08〃,北纬23°00'50〃。工程区距马关县浪桥乡31.0km,距马关县八寨镇44.0km,距马关县城73.0km,距州府所在地文山92.0km,距昆明412.0km。厂区和坝址区有乡村四级公路与马关县国营健康农场和浪桥乡相通,交通极为便利。

花坝子二级电站坝址多年平均流量19.7 m3/s,采用拦河坝取水,本电站不具备调节能力,但二级电站拦河坝距一级电站厂址仅2.4km,一级电站有调节库容6204万m3,为年调节水库。因此一级电站水库实际上对二级电站进行了年调节。拦河坝设计坝体为浆砌石重力式拦河坝。浆砌石重力坝坝顶高程548.5m,坝顶长21.4m,相应库水位547.0m。电站设计发电水头44.0m,装机容量2×8.0MW,主要建筑物有拦河坝、引水隧洞、压力池、地面厂房等。引水隧洞、主、副厂房及升压站等均布置于河谷左岸。

2 引水隧洞工程概况

花坝子二级电站引水隧洞总长1712.4m,为城门洞型无压隧洞,开挖断面面积32.9m2,过水断面面积24.5m2,隧洞设计底坡1/1000,设计引水流量43.3 m3。 隧洞沿线属溶蚀侵蚀中山地貌和岩溶峡谷地貌;出露地层主要有寒武系上统∈3x、∈3t、∈3b和第四系,寒武系地层岩性主要为白云质灰岩、泥质条带灰岩,局部夹泥质粉砂岩,第四系由el+dlQ碎石质土、粘土、亚粘土和ColQ块石、碎石及亚粘土组成;地质构造主要为F31断层,断层于隧洞进口段穿过,断层附近岩石较为破碎,挤压褶皱发育,岩体完整性差;隧洞沿线一带地下水类型主要为岩溶裂隙水为主。

隧洞埋深9~150m,隧洞进出口段由于受F31断层影响和岩性的变化,出口段岩性以∈3x页岩、泥质粉砂岩为主。围岩稳定性差~不稳定,围岩类别为Ⅳ类。中间段围岩条件相对较好,围岩主要属稳定性差Ⅲ类围岩,局部洞段可达基本稳定Ⅱ类围岩。

隧洞出口标段(1+712~1+200段)于2005年7月12日开始断面开挖,由于工程区处于雨季多发时节,降雨频繁,再加之受地质条件影响,塌方严重,到7月底方仍未进入正常施工阶段。8中旬,经业主方和施工方的共同协商,同意隧洞出口采用局部先衬砌后开挖(1+703.5~ 1+693.5段)的办法进行施工。为了减少投资,与季节性降雨抢时间,缩短工期,经业主同意,决定不采用文山州水电勘察设计院的设计,改由业主自行设计对该段隧洞进行全断面钢筋混凝土衬砌,隧洞边墙混凝土最大厚度120cm,最小厚度45cm,拱顶混凝土厚度45cm。该单元工程于8月24衬砌结束,并在业主方的强烈要求下于9月6日开始对该段隧洞顶部进行土方回填。经观察,回填后不到一个星期,隧洞起拱位置边缘和拱顶开始出现纵向裂缝,裂缝大小共计10余条,平均裂缝宽度5~7mm。到目前为至,尚未就裂缝进行任何处理,隧洞周围也未出现新的裂缝,隧洞工程现在按超前支护方法继续进行施工。