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摘要:本文根据混凝土面板堆石坝裂缝产生的不同原因，提出了相应的防治措施。对于非结构性裂缝，主要通过提高面板混凝土原料的性能及原料的配合比，降低垫层约束作用力，加强在面板施工时的质量管理等方面控制裂缝；通过合理分配面板的分缝及配筋，采用双层面板技术，对主堆石和下游堆石进行优化分区，提高堆石填方的压实密度，保证坝体填方全断面均匀的上升，预留一定的坝体预沉降期等措施来防治结构性裂缝。
关键词:面板堆石坝；裂缝防治；面板
中图分类号：TV641.4文献标识码： A 文章编号：
我国对混凝土面板堆石坝的建设已有20多年时间。其间，混凝土面板堆石坝的建设取得了很大的发展。砂砾石坝、软基上的堆石面板坝、软岩筑坝等各种类型的混凝土面板堆石坝都获得成功，实际运行的效果良好。但对于高在125m以上的高坝的面板裂缝产生的成因及防治，目前还在研究之中。本文根据作者的实际经验，讨论一下高混凝土面板堆石坝面板裂缝产生的原因及防治。
1对面板产生裂缝的成因分析
1.1非结构性裂缝的成因分析
非结构性裂缝可分为温度裂缝和干缩裂缝,各自产生裂缝常有以下两个原因:第一，昼夜温差。昼夜温差能使混凝土内部产生一定的温度梯度，从而引起混凝土内部各质点间的相互约束。这种约束会使混凝土表面产生裂缝。该裂缝的产生常发生于混凝土早期强度较低时。第二，季节性温差。这种温差主要是指混凝土固结温度与使用期间面板年最低温度之差。该温使面板与垫层产生较大的摩阻力约束，从而使混凝土面板变形，产生裂缝。混凝土面板干缩裂缝成因是在混凝土凝结过程中多余的拌料和用水将逐渐脱离开，使混凝土发生失水干缩，从而引起混凝土体积的减小。在这一过程中，混凝土中的微观结构将不断发生收缩,与面板内部钢筋或面板与垫层的摩阻力引起的约束相互作用使面板内部各质点之间彼此形成制约,从而使表面产生裂缝。
1.2结构性裂缝成因分析
面板受外力如坝体的自重和其它荷载如水压力,浪压力作用影响下，使坝基产生不均匀沉降或其它方向的位移,引起坝面变形，使面板架空,从而会产生结构性裂缝。从宏观上讲性面板为刚性体，而堆石为柔性体,堆石体的稳定性会直接影响到面板的稳定行,所以在设计及施工时，必须保证面板与堆石体的协调变形。从受力角度而言,面板主要承担的荷载是水压力,靠支持力与摩阻力维持平衡性,而堆石体上的垫层受堆石变形影響，也会产生变形,这就导致面板内部应力的重组,达到一定程度时，面板便会产生结构性裂缝。2混凝土面板裂缝的防治措施
2.1非结构性裂缝的防治
面板非结构性裂缝的防治主要从材料和面板施工方法上进行控制。具体可采用合适的配合比、合理的施工方法,严格施工质量管理等措施避免面板非结构性裂缝的产生。优化面板混凝土原料及配合比可通过优化混凝土级配,降低混凝土弹性模量，从而提高混凝土抗裂韧性，增强混凝土的极限抗拉强度,有效防止裂缝的出现。也可选用水化热低的混凝土或部分采用粉煤灰,通过减少水化热产生的高温来缓和面板内外的温度差,从而防止由混凝土自身凝固时产生的温度引起的裂缝。采用混凝土减水剂来降低面板混凝土的用水量, 从而减少混凝土的干缩量,避免出现干缩裂缝。使用掺加聚丙烯纤维或是钢纤维的混凝土。掺纤维混凝土的初裂强度、弯拉强度及抗冻性能等方面均优于普通混凝土,可以有效地抑制表面裂缝的产生。减小垫层约束作用力。在面板混凝土浇筑前，必须对垫层进行脱空检查,并严格处理脱空部位,。然后修整坡面,达到满足施工要求的平整度。在施工时，特别注意避免面板钢筋插入垫层,在浇筑面板之前，应先在垫层上涂乳化沥青，从而降低垫层料的摩擦系数。此时垫层对面板的约束力很小，可近似认为是摩阻力,使面板变形时，不会由于约束力过大而产生裂缝。
2.2结构性裂缝的防治措施
在选择筑坝用料时，要尽可能多做比较，选择最优的材料。在经济成本和安全质量作比较时，应以安全质量作为终选依据。要严格要求施工方法。如对填筑区内的基础处理、岸坡清理、施工技术参数、施工时段等，均应有严格的标准与指标，严格执行，保证施工质量。
2.2.1建基面的处理
一般面板堆石坝建筑基础面的处理，应着重处理在迎水面以下坝厚约1／3处，其它如有较厚的砂砾石覆盖层区域一般不全部挖除，只做压实度和孔隙率检测。基础在满足设计要求后即可作为建基面。要认真处理高面板堆石坝的建基面。高面板堆石坝的填筑区基础应落实在河床强风化岩层上。岩基上的高面板坝要重视垫层及过渡层区的设计与施工，严格控制减小堆石体的变形。并且要设计好面板及有关接缝的止水，以适应坝体变形，减少渗水量，确保施工质量。
2.2.2大坝填筑
混凝土面板堆石坝由堆石体和防渗体组成。其中堆石体从上游向下游依次主要包括垫层区、过渡区、主堆区和次堆区；防渗体由钢筋混凝土面板、趾板、趾板地基的防渗帷幕、周边缝和面板间的接缝止水组成。在填筑面板坝坝体时，一般都要分期分区进行均衡生产。面板坝的一个优点就是可以利用已填筑的临时挡水断面进行挡水渡汛。所以，大坝填筑时，在第一个枯水期大坝坝体填筑高度必须要达到临时挡水渡汛标准的高度。此种形式的分区分期方式使大坝易产生不均匀沉降。根据笔者经验，在完成临时挡水断面之后的填筑断面上，应按自上向下方向按主堆石层厚进行分层波浪式的填筑。根据工程实际状况，一般的波浪式分层以1～2个主堆石层厚度为宜。必须做到在同一高度上的大坝筑料在同一时间段填筑，保证在产生沉降时能整体均匀沉降，保证填筑之间的密实性，避免不均匀沉降的发生。
2.2.3面板浇筑工艺
2.2.3.1在进行面板浇筑时，应一次性浇筑。面板浇筑施工，应在大坝防浪墙基础高度以下填筑完成，然后经过沉降期方可施工。面板施工应一次拉浇成型。
2.2.3.2面板施工应分期进行。一般面板浇筑分3期施工。面板施工分期一般以2期为宜。根据发电的要求，第1期面板浇筑的高度可以定在发电死水位5 m以上，根据工程实际情况，第一期面板浇筑的高度也可以定在临时渡汛挡水断面以上。待大坝坝体填筑到防浪墙基础高度后，利用垫层料坡面上保护层在汛期先进行部分蓄水，先发电，到枯水期后再浇筑第二期面板。这样可利用施工期内的汛期先发电创效益，同时让大坝有充分的沉降期，能有效的防治面板产生裂缝。待大坝坝体填筑完成并经过沉降期后，再浇筑第二期面板。目的都是延长在施工期内的沉降期，使大坝坝体整体沉降达到最大值，从而减小沉降对面板裂缝产生的影响。
2.2.3.3面板的缝间处理。面板施工是分块浇筑的，因此，块与块，块与趾板间设有结构缝，这些结构缝应进行恰当的处理。面板周边及受拉应力区域为受拉缝，受拉缝间设置止水片和嵌缝充填物，保证面板在受拉应力作用时保护面板不漏水。但在目前实际情况是，受压应力缝内很少去设置抗挤压的措施，大部分混凝土面板堆石坝面板上的拉应力缝和压应力缝，在设计和施工上都是一样的，受压应力缝内没有预留足够的在面板受到挤压变形时的伸缩空间。高面板坝的面板部分在受力时变形较大，常常在受压应力缝处出现隆起。因此，可在压应力缝内设置防挤压设施，从而避免面板在压应力的作用下隆起变型。
结语：由于混凝土面板堆石坝有许多优点，适合我国的发展建设，因此，它在我国的应用与发展比混凝土坝要迅速。但是，在实际的建设过程中，由于经验与技术还不成熟，在生产建设中常常会发生一些始料不及的问题。正是由于这些问题，我们更需要去努力的研究、探索、试验，促进面板坝技术的发展与应用。
参考文献：
[1]傅志安,凤家骥.混凝土面板堆石坝[M]1 武汉:华中理工大学出版社,1993123 - 261
[2]杨世源.防止面板发生结构性裂缝的探讨[J ]1 贵州水力发电,2003 ,17 (1) :31 - 341
[3]李家正,桂全良,杨华全.防止面板混凝土收缩裂缝的措施探讨[J ]1 水力发电,2004 ,30 (1) :32 - 351
关键词:面板堆石坝；裂缝防治；面板
中图分类号：TV641.4文献标识码： A 文章编号：
我国对混凝土面板堆石坝的建设已有20多年时间。其间，混凝土面板堆石坝的建设取得了很大的发展。砂砾石坝、软基上的堆石面板坝、软岩筑坝等各种类型的混凝土面板堆石坝都获得成功，实际运行的效果良好。但对于高在125m以上的高坝的面板裂缝产生的成因及防治，目前还在研究之中。本文根据作者的实际经验，讨论一下高混凝土面板堆石坝面板裂缝产生的原因及防治。
1对面板产生裂缝的成因分析
1.1非结构性裂缝的成因分析
非结构性裂缝可分为温度裂缝和干缩裂缝,各自产生裂缝常有以下两个原因:第一，昼夜温差。昼夜温差能使混凝土内部产生一定的温度梯度，从而引起混凝土内部各质点间的相互约束。这种约束会使混凝土表面产生裂缝。该裂缝的产生常发生于混凝土早期强度较低时。第二，季节性温差。这种温差主要是指混凝土固结温度与使用期间面板年最低温度之差。该温使面板与垫层产生较大的摩阻力约束，从而使混凝土面板变形，产生裂缝。混凝土面板干缩裂缝成因是在混凝土凝结过程中多余的拌料和用水将逐渐脱离开，使混凝土发生失水干缩，从而引起混凝土体积的减小。在这一过程中，混凝土中的微观结构将不断发生收缩,与面板内部钢筋或面板与垫层的摩阻力引起的约束相互作用使面板内部各质点之间彼此形成制约,从而使表面产生裂缝。
1.2结构性裂缝成因分析
面板受外力如坝体的自重和其它荷载如水压力,浪压力作用影响下，使坝基产生不均匀沉降或其它方向的位移,引起坝面变形，使面板架空,从而会产生结构性裂缝。从宏观上讲性面板为刚性体，而堆石为柔性体,堆石体的稳定性会直接影响到面板的稳定行,所以在设计及施工时，必须保证面板与堆石体的协调变形。从受力角度而言,面板主要承担的荷载是水压力,靠支持力与摩阻力维持平衡性,而堆石体上的垫层受堆石变形影響，也会产生变形,这就导致面板内部应力的重组,达到一定程度时，面板便会产生结构性裂缝。2混凝土面板裂缝的防治措施
2.1非结构性裂缝的防治
面板非结构性裂缝的防治主要从材料和面板施工方法上进行控制。具体可采用合适的配合比、合理的施工方法,严格施工质量管理等措施避免面板非结构性裂缝的产生。优化面板混凝土原料及配合比可通过优化混凝土级配,降低混凝土弹性模量，从而提高混凝土抗裂韧性，增强混凝土的极限抗拉强度,有效防止裂缝的出现。也可选用水化热低的混凝土或部分采用粉煤灰,通过减少水化热产生的高温来缓和面板内外的温度差,从而防止由混凝土自身凝固时产生的温度引起的裂缝。采用混凝土减水剂来降低面板混凝土的用水量, 从而减少混凝土的干缩量,避免出现干缩裂缝。使用掺加聚丙烯纤维或是钢纤维的混凝土。掺纤维混凝土的初裂强度、弯拉强度及抗冻性能等方面均优于普通混凝土,可以有效地抑制表面裂缝的产生。减小垫层约束作用力。在面板混凝土浇筑前，必须对垫层进行脱空检查,并严格处理脱空部位,。然后修整坡面,达到满足施工要求的平整度。在施工时，特别注意避免面板钢筋插入垫层,在浇筑面板之前，应先在垫层上涂乳化沥青，从而降低垫层料的摩擦系数。此时垫层对面板的约束力很小，可近似认为是摩阻力,使面板变形时，不会由于约束力过大而产生裂缝。
2.2结构性裂缝的防治措施
在选择筑坝用料时，要尽可能多做比较，选择最优的材料。在经济成本和安全质量作比较时，应以安全质量作为终选依据。要严格要求施工方法。如对填筑区内的基础处理、岸坡清理、施工技术参数、施工时段等，均应有严格的标准与指标，严格执行，保证施工质量。
2.2.1建基面的处理
一般面板堆石坝建筑基础面的处理，应着重处理在迎水面以下坝厚约1／3处，其它如有较厚的砂砾石覆盖层区域一般不全部挖除，只做压实度和孔隙率检测。基础在满足设计要求后即可作为建基面。要认真处理高面板堆石坝的建基面。高面板堆石坝的填筑区基础应落实在河床强风化岩层上。岩基上的高面板坝要重视垫层及过渡层区的设计与施工，严格控制减小堆石体的变形。并且要设计好面板及有关接缝的止水，以适应坝体变形，减少渗水量，确保施工质量。
2.2.2大坝填筑
混凝土面板堆石坝由堆石体和防渗体组成。其中堆石体从上游向下游依次主要包括垫层区、过渡区、主堆区和次堆区；防渗体由钢筋混凝土面板、趾板、趾板地基的防渗帷幕、周边缝和面板间的接缝止水组成。在填筑面板坝坝体时，一般都要分期分区进行均衡生产。面板坝的一个优点就是可以利用已填筑的临时挡水断面进行挡水渡汛。所以，大坝填筑时，在第一个枯水期大坝坝体填筑高度必须要达到临时挡水渡汛标准的高度。此种形式的分区分期方式使大坝易产生不均匀沉降。根据笔者经验，在完成临时挡水断面之后的填筑断面上，应按自上向下方向按主堆石层厚进行分层波浪式的填筑。根据工程实际状况，一般的波浪式分层以1～2个主堆石层厚度为宜。必须做到在同一高度上的大坝筑料在同一时间段填筑，保证在产生沉降时能整体均匀沉降，保证填筑之间的密实性，避免不均匀沉降的发生。
2.2.3面板浇筑工艺
2.2.3.1在进行面板浇筑时，应一次性浇筑。面板浇筑施工，应在大坝防浪墙基础高度以下填筑完成，然后经过沉降期方可施工。面板施工应一次拉浇成型。
2.2.3.2面板施工应分期进行。一般面板浇筑分3期施工。面板施工分期一般以2期为宜。根据发电的要求，第1期面板浇筑的高度可以定在发电死水位5 m以上，根据工程实际情况，第一期面板浇筑的高度也可以定在临时渡汛挡水断面以上。待大坝坝体填筑到防浪墙基础高度后，利用垫层料坡面上保护层在汛期先进行部分蓄水，先发电，到枯水期后再浇筑第二期面板。这样可利用施工期内的汛期先发电创效益，同时让大坝有充分的沉降期，能有效的防治面板产生裂缝。待大坝坝体填筑完成并经过沉降期后，再浇筑第二期面板。目的都是延长在施工期内的沉降期，使大坝坝体整体沉降达到最大值，从而减小沉降对面板裂缝产生的影响。
2.2.3.3面板的缝间处理。面板施工是分块浇筑的，因此，块与块，块与趾板间设有结构缝，这些结构缝应进行恰当的处理。面板周边及受拉应力区域为受拉缝，受拉缝间设置止水片和嵌缝充填物，保证面板在受拉应力作用时保护面板不漏水。但在目前实际情况是，受压应力缝内很少去设置抗挤压的措施，大部分混凝土面板堆石坝面板上的拉应力缝和压应力缝，在设计和施工上都是一样的，受压应力缝内没有预留足够的在面板受到挤压变形时的伸缩空间。高面板坝的面板部分在受力时变形较大，常常在受压应力缝处出现隆起。因此，可在压应力缝内设置防挤压设施，从而避免面板在压应力的作用下隆起变型。
结语：由于混凝土面板堆石坝有许多优点，适合我国的发展建设，因此，它在我国的应用与发展比混凝土坝要迅速。但是，在实际的建设过程中，由于经验与技术还不成熟，在生产建设中常常会发生一些始料不及的问题。正是由于这些问题，我们更需要去努力的研究、探索、试验，促进面板坝技术的发展与应用。
参考文献：
[1]傅志安,凤家骥.混凝土面板堆石坝[M]1 武汉:华中理工大学出版社,1993123 - 261
[2]杨世源.防止面板发生结构性裂缝的探讨[J ]1 贵州水力发电,2003 ,17 (1) :31 - 341
[3]李家正,桂全良,杨华全.防止面板混凝土收缩裂缝的措施探讨[J ]1 水力发电,2004 ,30 (1) :32 - 351