新安江水电站宽缝回填处理试验监测及成果分析

2021-02-22郑涛

陕西水利 2021年12期

郑涛

（浙江华东测绘与工程安全技术有限公司,浙江杭州 310014）

1 工程概况

新安江水电站拦河大坝为混凝土宽缝重力坝,坝顶高程115 m,最大坝高105 m；坝顶全长466.5 m,大坝自右至左共分26 个坝段,坝轴线呈折线,两岸折向上游。右岸0#～6#坝段为挡水坝段,河床7#～16#坝段为溢流坝段,左岸17#～25#坝段为挡水坝段,坝段宽度除个别坝段外,一般为20 m,宽缝约占坝段40%。

新安江水电站右岸大坝施工期间,由于种种原因,3#、4#坝段的建基面未开挖出足够范围的平台,导致存在侧向稳定问题,一直是大坝安全运行的一个隐患。大坝建成后针对此问题进行了大量的计算分析工作及一些工程处理措施,在一定程度上增强了右岸大坝的侧向稳定,但仍未彻底解决问题。对此,计划将4#～5#和5#～6#坝段间的宽缝进行部分回填处理,增强各坝段之间的连接,以求彻底解决右岸大坝的侧向稳定问题。

2 试验目的

由于普通混凝土存在干缩现象,若采用普通混凝土回填宽缝,则回填混凝土浇筑凝结后与老坝之间将产生缝隙,回填混凝土与原坝体之间无法有效结合,起不到预期的传力作用。因此本次回填处理试验的目的主要有以下两点：

（1）了解常态混凝土与微膨胀混凝土在水化热过程中混凝土温度变化情况,为今后回填处理提供温控依据。

（2）了解常态混凝土与微膨胀混凝土回填后新老混凝土结合面的粘结情况,为今后回填处理混凝土的选择提供依据。

3 试验方案

根据现场情况,在5#～6#宽缝布置2块3 m×3 m×4.5 m的混凝土试验块,分别采用微膨胀混凝土和常态混凝土（C20、三级配）。在试验块的两边侧壁上布置了插筋（φ25 mm、L=2.0 m、插入原坝体1.0 m）,每个试验块每侧布置4 根。实际浇筑过程中,由于现场条件限制,微膨胀混凝土试验块的最终浇筑尺寸调整为2.6 m×3.5 m×3.5 m。

为检查回填混凝土与原坝体之间的结合效果,在试验块的两边侧壁上布置了测缝计,每块混凝土右侧布置3 支测缝计,左侧布置2 支测缝计；为监测混凝土试验块的温度变化情况,在每个试验块的内部布置4 支温度计；为监测微膨胀混凝土试验块两侧对原坝段的推力,在微膨胀混凝土试验块的两侧分别布置1 支应变计和1 支无应力计。

回填试验观测仪器布置详见图1 和图2,本次试验的所选用的观测仪器技术指标见表1。

表1 监测仪器技术指标一览表

图1 常态混凝土试验块监测仪器布置图

图2 微膨胀混凝土试验块监测仪器布置图

4 监测成果分析

4.1 常态混凝土试验块监测成果分析

常态混凝土试验块从2013 年11 月25 日开始浇筑,2013年11 月26 日完成相关监测仪器的安装埋设工作,持续观测至2014 年3 月7 日。绘制常态混凝土试验块与坝体接缝的开合度测值过程线见图3,常态混凝土内部温度测值过程线及等值线图见图4 和图5。通过监测成果可以看出：

图3 常态混凝土试验块新老混凝土结合面开合度测值过程线

图4 常态混凝土试验块混凝土温度测值过程线

图5 常态混凝土试验块不同阶段内部温度等值线图

（1）截止2014 年3 月7 日,常态混凝土试验块与原坝体结合面的开合度已基本稳定,其中测缝计J2 所测得的开合度最大,测值为2.17 mm,位于5#坝段侧的中部。

（2）5#坝段侧新老混凝土结合面的平均开合度为1.17 mm,6#坝段侧新老混凝土结合面的平均开合度为0.79 mm,两侧结合面均处于微张开状态。

（3）常态混凝土水化热在混凝土浇筑后的第3 天（72 h）时达到最大,混凝土试块中心温度达到54.85℃,之后混凝土的稳定逐步降低；在第30 天时水化热基本完成,此时混凝土试块中心温度为15.15℃,略高于环境温度。

（4）新老混凝土接缝开合度的变化与混凝土水化热有着较好的对应关系,即：在混凝土水化热基本完成时,两侧接缝开合度也基本无变化。

4.2 微膨胀混凝土试验块监测成果分析

微膨胀混凝土试验块从2013 年12 月4 日开始浇筑,2013 年12 月5 日完成相关监测仪器的安装埋设工作,持续观测至2014 年3 月7 日。绘制微膨胀混凝土试验块与坝体接缝的开合度测值过程线见图6,常态混凝土与微膨胀混凝土试验块新老混凝土结合面开合度对比见图7,微膨胀混凝土内部温度测值过程线及等值线图见图8 和图9,微膨胀混凝土试验块两侧端部混凝土应力应变测值过程线见图10。通过监测成果可以看出：