多诺水电站导流放空洞衬砌混凝土裂缝问题探讨

徐莹

（葛洲坝集团项目管理有限公司，湖北 宜昌 443002）

1 多诺水电站概况

多诺水电站位于四川省九寨沟县境内的白水江流域一级支流黑河上，属于黑河～白水江水电规划一库七级中的龙头电站，为混合式开发电站，装机容量2×50MW。首部枢纽由108.5m 高的混凝土面板堆石坝、取水口、泄洪洞、放空洞等建筑物构成，水库正常蓄水位2370m，库长约7Km，坝前最大壅水高105m，总库容5622万m3，死水位2320m，调节库容4915万m3，引水隧洞长约14.8km，装机容量100MW。

2 导流放空洞概况

多诺水电站导流放空洞布置在右岸山体内，前期作为导流洞使用，全长698m，进水口底板高程2275m，进口至桩号0+270.41m 前开挖断面为圆形，直径6.2m；桩号0+270.41m～0+295.41m之间设有闸门竖井，桩号0+295.41m 后开挖尺寸为5.7×7.4～8.4m（宽×高），出口底板高程2256m。

导流放空洞0+390～0+645段采用了组合钢模台车浇筑洞身侧墙和顶拱，每仓一般12m，在浇筑（放）0+462～0+510段后，发现裂缝一般出现在每仓混凝土中部及中部向上、下游各约2m处，部分裂缝左右侧对称出现，一般宽度小于0.3mm，最大宽度0.6mm，最大长度约7.2m。据现场观察，裂缝出现后会在极短时间内发育稳定。

3 导流放空洞混凝土裂缝成因分析

混凝土裂缝产生的形式和种类很多，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。其主要有温度裂缝，应力裂缝，干缩裂缝等，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。正确判定和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。对于此工程混凝土裂缝成因，略作浅析如下：

3.1 骨料原因

在承包人最初对砂石骨料系统选型时，砂石加工系统主碎系统选用了0.8m×1.0m 的锤式破碎机，配置简易震荡式筛分系统，但未配备冲洗系统。砂石加工系统建设完成后，在发包人提供的青芝料场取料时受当地村民阻挡。后经讨论，决定采用导流放空洞开挖料做原料生产砂石骨料，经检测，导流放空洞开挖毛料压碎指标、碱活性均符合要求，能够加工砂石骨料。

多诺水电站导流放空洞开挖揭露Ⅲ类、Ⅳ类围岩岩性为中厚层砂岩加板岩，采用锤式破碎机生产的人工砂细度模数偏大，粗骨料针片状较多、级配差，又无冲洗系统，生产的砂石骨料含泥量偏大，根据抽取的人工砂检测统计，共取111组，平均石粉含量为26.9%，平均细度模数为2.52。小石平均含泥量0.7，平均针片状10.4，平均超径0.6，平均逊径6.7；中石平均含泥量0.6，平均针片状7.2，平均超径0.5，平均逊径7.4；大石平均含泥量0.3，平均针片状9.5，平均超径1.5，平均逊径4.5。砂石骨料质量随洞渣料质量好坏波动较大，对混凝土强度有着较大的影响，使混凝土收缩量增大，对裂缝的产生和发展有着较大的影响。

3.2 水泥原因

由于生产的骨料质量较差，在配合比设计时，不可避免造成水泥用量增大。在混凝土浇筑前期，受“5·12 地震”等因素影响，水泥供应困难，本工程供应的水泥达6种之多。各种水泥的交替使用也是导致裂缝产生发展的主要原因。在浇筑用水泥中，由于水泥供不应求，水泥常常是生产出来就立即运至施工现场进行使用，水泥的安定性未趋于稳定，水泥强度波动性较大，导致砼强度随着水泥强度波动而波动。

3.3 混凝土拌制、运输、导流洞内外温差原因

导流放空洞工程砼拌和系统为1m3强制式拌和楼，由于部件老化，生产过程中常发生故障。配料仓为大石、中石、小石、砂并排，用装载机上料时常伴有少许砂石骨料混仓现象，导致拌制砼和易性变差。拌和楼配套的外加剂搅拌系统经常损坏，外加剂在浇筑过程中常出现沉淀现象，导致拌制的砼质量控制难度增大，诱导了裂缝的产生。

砼运输采用的是由自卸汽车改装的2台3m3砼罐车，由于改装的缺陷，在罐车行走过程中砼灌不能自行旋转，砼由拌和楼运至施工现场后，易出现骨料分离现象，在泵送过程中，常出现先下的料粗骨料很少，后下的料粗骨料很多，由此常引起泵管堵塞，泵管打爆等现象发生，砼罐车的砼罐旋转速度较慢，混凝土卸料时间加长，导致每仓砼浇筑时间过长。这也是诱导混凝土产生裂缝的原因之一。

此段砼施工为夏季施工，九寨沟为高原湿润气候，夏季白日温度较高，昼夜温差较大，6月最高气温30℃，最低3.5℃，7月最高气温34℃，最低6.5℃，8月最高气温34℃，最低9℃，洞内平均气温10℃。导流洞内通风良好，温度较低，导致洞内外温差较大，这也是混凝土裂缝产生的原因之一。

3.4 混凝土配合比原因

由于砂石骨料质量较差，在配合比设计时，水泥用量较大，最初考虑加粉煤灰，由于粉煤灰运输困难及成本较高等原因，因此配合比设计时没有加入粉煤灰。由于水泥用量较大，导致混凝土水化热增大，同时外加剂用量相应增大，导致砼部均匀收缩增加，这是混凝土出现裂缝的原因之一。

4 混凝土裂缝处理对策

针对上述分析原因，要求施工单位对上述原因采取各项整治措施：

砂石骨料问题，承包人对砂石骨料加工系统进行改进，在原有基础上增加一台回旋式破碎机和一台φ100cm型洗砂机，并对筛分系统进行更换，改进后生产的砂石骨料无论在针片状、含泥量等方面都有很大改善。

水泥问题，协调发包人稳定水泥品种，尽量保证水泥供应的稳定性和连续性，确保所需水泥能正常供应。同时要求试验室加强抽样检查，有目的的对现场混凝土施工质量进行加强控制，使混凝土施工质量处以受控状态。

砼拌制、运输问题，每星期对拌合系统进行一次检修，对拌和系统秤量系统，按规范要求进行校核。对混凝土罐车进行改良或重新租赁混凝土罐车进行浇筑。为尽量减少温差对混凝土浇筑的影响，在导流洞各洞口挂帘遮风，混凝土浇筑尽量选择傍晚或夜间进行。在督促承包人对上述各项整治措施落实后，在桩号0+462m 后续仓面混凝土浇筑完毕后，现场观察原每仓混凝土中部及中部向上、下游各约2m处，呈对称成形成的裂缝并无出现，仓面外观情况良好。

5 结论

结合多诺水电站导流放空洞混凝土衬砌工程，究其原因不难看出，我们只要从根本上按规范严格施工，主观上提高混凝土施工管理人员素质，加强现场质量控制，保证建筑物和构件安全、稳定地工作要预防混凝土裂缝的产生其实也不难。当然这里面还包含有其他技术方面的因素，在今后的工作中将会进行深入的探讨。

[1]DL/T5144-2001，水工混凝土施工规范[S].

[2]中国水利水电第九工程局.四川省阿坝州白水江流域多诺水电站总承包项目部导流放空洞工程技术文件[Z].四川成都：中国水利水电第九工程局，2007.

[3]欧阳磊.花坝子二级电站隧洞衬砌混凝土裂缝成因及其对策[DB/OL].