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(水利部东北勘测设计院科学研究院)

[关键词] 松山大坝  裂缝  分析

[摘  要] 松山面板堆石坝位于吉林省抚松县境内，２００１年在清除坝面保温材料时，发现b₁₄~b₁₈块面板出现严重的破坏，局部混凝土表层破损，钢筋外露；周边缝有水流外淌，面板与趾板间有较大错位等现象，如此严重的破坏在面板混凝土中是不多见的，调查发现，破坏的主要原因是坝体内存有积水由于冬季得不到排放导致冰水冻胀，最终将面板鼓起造成其破坏。

[key words] songshan dam   rift   analysis

[abstract] songshan dam lies in fusong county jilin provincial. in 2001 when cleaned the material of heat preservation, which on the surface of songshan dam, we had found b₁₄~b₁₇ smashed seriously. concrete had been smashed steel exposed and so on .it is not so often in dam. researches find the reason is because water freezes which in dam and the ice expands.   

松山混凝土面板堆石坝位于吉林省抚松县境内。大坝于1999年5月从基础高程633m开始填筑，年末填至666m高程，2000年末填筑到顶。至2000年10月18日完成高程669.0m以下、编号为b₆~b₂₀的15块一期混凝土面板，每块面板宽12m、板厚0.5m。入冬前对这部分面板和全部趾板进行了保温覆盖。2001年5月4日在清除面板保温材料时，发现b₁₄~b₁₈块面板出现多条裂缝，局部混凝土表层破损严重；周边缝也有水流从坝内流出；面板与趾板间有较大错位等现象。

为探明其破坏原因，尤其是为以后的修补施工提供必要的技术依据。为此，对松山面板堆石坝混凝土面板破坏情况进行了详细的调查和成因分析。

（1）测试范围：所有已浇注的趾板和一期面板，重点在b₁₄~b₁₇ 面板。

（2）外形检测：观测与设计尺寸变位情况。包括裂缝分布范围、裂缝长度、宽度、深度（是否贯通）及面板的鼓起情况。对深度超过1/2板厚的裂缝，尚需测裂缝与面板垂直方向的夹角。不同高程裂缝漏水情况。

（3）测试周边缝、垂直缝变位和止水破坏情况。

（4）混凝土面板指标测试：在b₁₄~b₁₇面板采用现场钻孔取混凝土芯样（直径100mm、深度1/2板厚），测试其强度、抗冻标号、抗渗标号。在b₁₃或b₁₈   面板与b₁₄~b₁₇面板取芯部位相对应处钻取混凝土芯样测试，作为分析比较参数。其它板块视具体情况确定取芯位置。

（5）面板与垫层间空腔检测：检测面板与垫层间是否有空腔及空腔分布状况；面板下小区料、垫层的状况。重点测试趾板和面板发生较大错位区域。

（6）坝内、外水位观测：观测坝内水位高程和坝外上、下游水位高程。

（7）观测位于b₁₄~b₁₇面板的施工排水管的排水量。

（8）调查大坝趾板和面板的施工条件（气温、混凝土浇注温度等）、保湿养护和冬季施工及保温养护情况。

（9）面板破坏情况及成因分析。

（1）裂缝观测

依据不同测试精度要求，采用米尺对裂缝长度及各裂缝所处的相对位置进行测量，对裂缝宽度的测量则采用了放大镜。

裂缝深度测试，采用了美国捷姆斯仪器公司生产的混凝土超声波测定仪和钢筋扫描仪。前者系利用超声波绕过裂缝末端的传播时间来计算出裂缝深度，后者是利用仪器产生的磁场并测量由磁性材料的存在而引起该磁场的如何变化，从而确定钢筋距离仪器底部的距离和位置。混凝土超声波测定仪和钢筋扫描仪的配套使用可有效剔除混凝土内部钢筋的影响，使混凝土内缺陷的测量更加准确可靠。

（2）混凝土性能和破坏状况观测

面板混凝土力学性能、耐久性能以及面板鼓起情况、空腔、周边缝和板间缝止水破坏情况的测试，采用了钻孔取芯的方法，即从现场钻取芯样，而后根据不同的试验要求加工成标准试件进行检测。钻芯机系意大利生产，型号为20063 cernuscos，最大钻取深度2m，钻头直径10cm。

4.1 面板裂缝范围

4.1.1  面板裂缝的分布

经过对已浇筑面板的检测发现，裂缝主要集中在b₁₄~b₁₇面板，b₁₈面板只有一条裂缝。各面板裂缝的分布数量分别为：b₁₄面板24条裂缝，b₁₅面板104条裂缝，b₁₆面板71条裂缝，b₁₇面板89条裂缝，b₁₈面板1条裂缝，总计裂缝数为289条。

这些裂缝均集中分布在▽635m~▽642m这一高程范围之内，裂缝长度几乎横跨整个面板。b₁₄~b₁₇每块面板的裂缝分布见照片1~4。

            照片1   b₁₄面板裂缝分布图              照片2  b₁₅面板裂缝分布图

               照片3  b₁₆面板裂缝分布图             照片4  b₁₇面板裂缝分布图

4.1.2  b₁₄~b₁₇混凝土面板破损情况及裂缝走向描述

b₁₄~b₁₇混凝土面板破损情况见照片6~9。

              照片6 趾板表层剥落，趾板内钢筋外露      照片7面板抬起高于趾板，止水橡胶带外露

          照片8   b₁₆面板与趾板接缝处有泉涌        照片9  b₁₇面板右下角混凝土分层破坏

b₁₄~b₁₇混凝土面板破损情况及裂缝走向描述。

b₁₄面板：裂缝分布的规律性很强，呈环状向面板左下方叠加，裂缝数较少，右上方面板基本无裂缝，在面板中间、高程为▽636.5m的位置处有一个排水管，全天24小时排水，水流畅通，趾板中部位置混凝土表皮出现剥落。

b₁₅面板：裂缝大致分布在高程▽642m以下、总长约7m的区间内，以横跨整个面板的斜长缝居多。面板左下方破损严重，在宽0.6m、长5m的范围内混凝土出现大块剥落现象，在与b₁₆面板接缝约0.5m处，有水流从面板与趾板间涌出。在距b₁₆面板板间缝2.8m、高程▽635.2m处的排水管已堵死，趾板顶部严重脱落，趾板内钢筋外露（详见照片6），面板与趾板错位的程度自左向右逐渐减小，从整个面板的裂缝分布来看较有规律，从右上方向左下方呈圆弧状层层叠加。

b₁₆面板：裂缝大致分布在高程▽640.5m以下总长约5m的区间内，横跨面板的长裂缝较多，各缝间成网状交联，裂缝分布较有规律，自左上方向右下方呈圆弧状叠加。面板与趾板的接触面发生分离，错位最大距离约0.2m。连接面板与趾板的止水橡胶带外露（详见照片7）。面板右下角与趾板交接处有水流涌出，面板左侧距离b₁₇面板接缝约4m的地方亦有水流（详见照片8），说明此处的橡胶止水带已经断裂。

b₁₇面板：裂缝大致分布在高程▽642.5m以下总长约7m的区间内，存在横跨面板的横向长裂缝，面板右下角的裂缝呈现出较有规律的圆弧状，并有叠加的趋势。接近趾板右下角的区域内混凝土出现严重的分层破坏（详见照片9）。与面板相接处的趾板混凝土表层剥落，钢筋外露。面板与趾板发生错位，面板上抬，其位移约10cm，面板与趾板的衔接处有宽约0.3m的错缝，用手试探有风动感，证明面板底部有空腔。在高程▽635.1m，距b₁₆面板2.9m处的趾板与面板接缝处骑缝钻孔，发现橡胶止水带已经断裂，错位0.8m左右。

4.1.3 裂缝与面板垂直方向夹角

检测发现，裂缝与面板垂直方向之夹角的分布较有规律，在面板破损区域的下半部分，以斜裂缝为主，裂缝与面板垂直方向之夹角大约30°左右（详见照片10）。在高程▽636m~▽640m的范围内裂缝逐渐与面板方向垂直，即，裂缝与面板板面约成90°（详见照片11）。根据裂缝与面板垂直方向夹角的变化特点认为面板是在弯矩和剪力的共同作用下开裂的，因为只有在弯剪共同作用之下，混凝土的开裂才具有如上的特点。

                   照片10  面板上的斜裂缝                  照片11    面板上的垂直裂缝

4.2 裂缝长度、宽度与深度

b₁₄~b₁₈面板上的所有裂缝均进行了长度和宽度测量。裂缝深度则取数条长度及宽度都较大的裂缝进行选测，具体测点数目依据缝长来确定，测点间距按缝长从左向右依序平均分配。

各面板选作深度测量的缝数分别为：b₁₄面板10条，测点30个；b₁₅面板13条，测点47个；b₁₆面板10条，测点40个；b₁₇面板10条，测点32个；b₁₈面板一条，测点3个。

各面板裂缝深度、长度和宽度的测量结果见附表4.2.1~4.2.9，从表中可以看出：

b₁₄面板裂缝最深50.0m，最浅18.8cm，平均裂缝深度达35.7cm；缝宽最宽为1.0mm，最窄为0.1mm，平均裂缝宽度为0.3 mm；缝长最长为11.2m，最短为0.5m。

b₁₅面板裂缝最深50.0cm，最浅13.0cm，平均裂缝深度达31.3cm；缝宽最宽为15.0mm，最窄为0.1mm，平均裂缝宽度为1.2 mm；缝长最长为12.5m，最短为0.2m。

b₁₆面板裂缝最深50.0cm，最浅12.5cm，平均裂缝深度达30.8cm；缝宽最宽为20.0mm，最窄为0.1mm，平均裂缝宽度为1.2mm；缝长最长为

12.5m，最短为0.2m。

b₁₇面板裂缝最深50.0cm，最浅18.8cm，平均裂缝深度达35.7cm；缝宽最宽为20mm，最窄为0.1mm，平均裂缝宽度为1.5 mm；缝长最长为8.2，最短为0.1m。

b₁₈面板裂缝最深23.2cm，最浅10.1cm，平均裂缝深度达15.4cm；

4.3  面板空腔分布范围及周边缝和垂直缝的止水结构破坏情况

检测发现，b₁₄~b₁₇面板明显隆起。为验证面板与趾板间、面板与面板间止水结构是否受损，将钻芯取样机于面板与趾板的接缝处，面板与面板接缝处骑缝下钻。并在面板明显隆起部位将面板沿垂向钻透，以检查空腔范围及空腔深度。

面板隆起空腔深度是指面板隆起脱离面板垫层的高度。其测量范围及测点分布见图4.3.1和图4.3.2。测量结果见表4.3.1。

  4.3.1  各测点空腔深度

注：测点距离以每块面板的左边缝为零点算起。

检测结果表明，面板的空腔主要分布在▽644m以下，b₁₄～b₁₇面板之间。空腔深度较大的区域处于：纵向  ▽636m～▽640m之间,横向b₁₅～b₁₆之间。面板空腔和面板与趾板的错位说明面板确有在外力作用下“鼓起”的趋势，止水橡胶带的断裂也正是由面板与趾板的错位所产生的。

周边缝（面板与趾板接缝）骑缝钻取止水结构的芯样，检测的部位及结果见表4.3.2，止水橡胶带断裂情况见照片12。

表4.3.2  周 边 缝 止 水 结 构 检 测

对测点14-5和测点15-5芯样的检测还发现，面板间的接缝处之下部虽仍有空腔，面板发生上抬，但由于相邻两板之间未发生相对位移，故此处面板混凝土垂直缝（面板与面板之间的接缝）的止水结构未受破坏，其止水铜片和止水橡胶带完整。据此不难推断，在目前面板隆起程度之情况下，如两板间不发生相对位移，则垂直缝之止水结构就不易破坏。垂直缝处止水铜片和止水橡胶带的芯样见照片13。

             照片₁₃  垂直缝处止水铜片和止水橡胶带取芯样品    照片12   b₁₇面板周边缝止水橡胶带

4.4  面板漏水检测

    通过对b₁₄~b₁₇面板的检测发现，只有b₁₅和b₁₆面板与趾板接缝处漏水，其高程在▽635m附近。其它部位的面板裂缝处均无漏水现象。

4.5  坝内外水位观测 

根据松江河监理处提供的资料，松山大坝河床段b₁₄ ～b₁₇坝块处的坝基分布深约12m的砂砾石层，按设计要求沿▽645m向下开挖至▽633m的趾板处，处理范围为沿上下游方向共长65m、深12m，并将其作为坝体填筑。

由于坝基开挖了12m，加之坝基右侧导流洞出口底板为▽640m，同时坝基的砂砾石层又与导流洞出口相通，开挖形成的高度差，造成出口河水由砂砾石透水层经围堰下部反渗至坝基上游，因此，在施工期间被迫采取在坝体内设浆砌挡墙积水，同时又在▽636.48m处b₁₄面板内设置一根直径为φ159、长为30m的钢管引流到上游坝外基坑，并在▽ 635.32m的 b₁₅面板内设置一竖向花管，其作用是排出趾板后坝内较低部位的水。

坝内积水主要由安插于b₁₄面板上的排水管排出。根据b₁₄面板排水管的排水情况和排水量发现，坝内水位如果低于排水管的话，那么水就无法从排水管中排出。根据坝体剖面图分析，b₁₄~b₁₇的坝基基础为“u”型槽，槽底在b₁₅和b₁₆之间，因此根据水流特性及挡水墙的阻水作用，坝内积水水位线至少应在b₁₄面板的排水管处，即▽636.48m。

大坝上游基坑排水从基础施工开始一直进行，整个施工期间大坝上游无积水，2000年冬季基坑停止排水，基坑中冰面最高达▽642.45m（施工单位观测）。

4.6  b₁₄、b₁₅面板施工排水管的排水量检测

置于b₁₅面板的排水管为一竖向花管，位置为▽635.32m，距b₁₆面板板间缝2.1m处，检测发现该排水管道已被堵死，见照片14。置于b₁₄面板的排水管为ф159的钢管，其位置为▽636.48m，距b₁₃面板板间缝3.8m，见照片15，目前平均排水量为1.67kg/s。

照片14  b₁₅面板排水管                    照片15  b₁₄面板排水管

5.1面板混凝土芯样力学性能试验成果

为考察面板混凝土各项力学性能，以便对面板破坏进行成因分析，进行了面板混凝土芯样的抗压强度、抗剪强度、劈裂抗拉强度、轴向拉伸强度以及抗渗、冻融性试验。

表5.2.1    混凝土芯样力学试验结果

5.2.2     混凝土芯样抗冻、抗渗试验结果

检测结果表明，混凝土强度测值离散性较大，b₁₄面板、b₁₅面板、b₁₆面板的平均抗压强度值达到设计标号，b₁₃面板和b₁₇面板未能达到设计标号；轴向抗拉试验中发现个别混凝土芯样存在有蜂窝孔洞。混凝土劈裂抗拉强度也是b_14、b_15、b₁₆面板的抗拉强度高于b_13、b₁₇面板的抗拉强度，符合抗拉强度为抗压强度的1/10~1/12的普遍规律；由于混凝土剪断面的骨料大小不等，起伏差变化很大，使得个别混凝土芯样在高法向应力下的剪切应力值低于低法向应力下的剪切应力值的反常现象，因此，每块面板的摩擦系数tgφ和粘聚力c值变化无规律；所取的混凝土芯样抗渗标号达到设计技术要求；混凝土芯样冻融试验，因采用的芯样尺寸非《水工混凝土试验操作规程》中所规定的尺寸要求，同时也没有查寻到有关的混凝土芯样冻融试验的参考资料，故所测得的相对动弹性模数值仅供参考，而将冻融质量损失率作为主要评定指标，从表5.2.4看出，b_14、b_15、b₁₇面板混凝土冻融75次时冻融质量损失率皆超过5%。

为有助于全面分析面板破坏成因，收集了一些有关现场施工条件的资料，根据施工现场提供的施工资料，施工期的最低气温出现在2000年1月15日，达到-38.4℃，松山大坝坝址地区自1959年至2001年的43年最低气温为1970年1月上旬的-40.5℃，次低温为1963年1月上旬和1977年1月上旬的-38.9℃。因此此次松江河地区的负温情况在近几十年中是较为少见的。

 在大坝0 130断面（最大坝高断面）埋设有水管式沉降仪，测得的坝体最大沉降量为40cm，根据坝体最大沉降量换算，产生裂缝的面板部位的坝体最大沉降量为2cm。大坝从1999年5月即开始填筑，2000年底之前已填筑到顶，故可以认为这部分的沉降在混凝土面板浇筑前已经基本完成。可以排除坝体沉降对混凝土面板产生的破坏。

检测结果表明：面板裂缝无论从其分布范围及数量、形状、深度、宽度、长度或裂隙走向等都十分有规律。为了探明面板破坏产生的原因，为后期的修补施工提供技术依据，结合对松山混凝土面板破坏的调查结果和目前所掌握的资料，就影响混凝土破坏的主要因素进行了分析比较，以期找到其主要破坏根源。

造成混凝土破坏的原因很多，目前就混凝土破坏的成因，一般有几种主要的破坏方式，它们分别是：

（1） 混凝土拌合物凝结前的沉降破坏

这种破坏主要发生在大流动性混凝土，因为大流动性混凝土在初凝前拌合物中的粗骨料易于在自身质量的作用下缓慢下沉，对于钢筋混凝土而言这种下沉是非均匀的，因此在钢筋上表面沿着钢筋的走向容易产生裂缝。但根据松山面板混凝土施工配合比可知，该混凝土不属于大流动性混凝土，而且就裂缝的分布特点来看，与面板混凝土内钢筋走向没有丝毫联系。因此，这不是使面板混凝土产生裂缝的首要原因。

（2） 混凝土温度应力裂缝

    混凝土拌合物内的水泥在水化时，要产生大量的水化热，当混凝土内外温差超过一定限度时，混凝土构件在外部约束的作用下拉应力小于混凝土的热涨应力，便会产生温度应力裂缝。这种裂缝主要出现在大体积混凝土或在冬期施工的混凝土。

这一特点看似符合松山面板混凝土施工情况，但对整个面板来说，如混凝土早期干缩作用机理类似，温度应力的作用也大致应均匀，但松山面板的裂缝主要集中在▽635m～▽642m之间，可见温度应力对面板不足以产生如此密集的破坏。

（3）早期混凝土干缩裂缝

混凝土拌合物在振捣完毕后，拌合物内部的水分一部分泌出流失，一部分被水泥水化所用，另一部分被蒸发。在干热风大的环境下混凝土拌合物会出现失水，如果混凝土中用水量增加，水灰比增大，那么毛细管孔隙就增多，混凝土在干燥失水过程中，这些毛细管产生很大的毛细管张力，混凝土产生体积收缩导致干缩裂缝。特点：这种裂缝出现时间较早，多在混凝土表面出现，形状不规则，长短宽窄不一，呈龟裂状。

通过与现场调查的结果比较发现，此次面板混凝土的开裂裂缝宽度大，最大达到20mm，裂缝分布较有规律，因此由于混凝土的干缩所产生裂缝的可能性是不存在的。

（4） 混凝土冻害裂缝

 这种裂缝一般分两种情况：一种是混凝土在凝结之后但未达到要求的强度时发生冻结，与结冰相连系的膨胀将引起混凝土破裂并造成不可恢复的强度损失；另一种是交替冻融对硬化混凝土的破坏，这种破坏是由两种膨胀压力源引起的，第一种是水结成冰体积增长9%，以致孔隙中的过量水被排出，产生挤水压力，第二种是由于水的扩散产生的。由于冻害造成的混凝土破坏特点是先从裸露的混凝土表面开始逐渐深入到内部，从表面剥落到全部瓦解。

但是通过现场调查却发现面板混凝土表层并没有出现剥离发酥现象，混凝土表层的坚固性好，没有冻蚀痕迹，而且通过调查数据见表5．2．1和5．2．2， 我们还发现b₁₃面板混凝土施工期的温度比b₁₅面板高，经过一个冬季冻融循环，取芯检测发现，b₁₃面板强度没有b₁₅面板高，但b₁₃面板却没有裂缝，说明在同一冻融条件下，强度的高低并不是造成混凝土破坏的直接因素，因此冻融所产生的强度损失并非面板产生裂缝的真正原因。

对面板裂缝的检测结果发现无论从裂缝分布范围、裂缝数量、裂缝形状、裂缝深、宽、长度或裂隙的走向等都与面板底部的空腔有很大关系，比较照片1~4与图4-3-2，会发现面板底部空腔的分布范围与面板表面裂缝的分布范围相一致。因此混凝土面板底部的空腔是造成此次面板破坏的关键。

对于混凝土面板底部空腔的来源无外乎两种方式，一种是坝基的不均匀沉降引起的，一种是面板受到外力作用向上鼓起。

埋设在高程674m的大坝沉降仪测得的坝体沉降量最大为40cm，不到坝高的0.5%，根据坝体的最大沉降量换算，产生裂缝的面板部位的坝体的最大沉降量为2cm，因此坝基的不均匀沉降不足以造成面板内空腔的形成。   

通过对周边缝和垂直缝的检测发现，面板与趾板发生错位，见照片12，面板与趾板间的止水橡胶带发生断裂；而且面板与趾板的错位形式是面板抬起，高出趾板，见照片7。所以如果是碾压堆石体不均匀沉降，引起趾板与面板的错位，那么趾板与面板的错位方式应该是趾板在上，面板在下，但事实并非如此，因此面板下的空腔就只能是外力的作用所致。

根据施工记录，b₁₄~b₁₇基础开挖深度比其它面板基础深度都大，最深处达▽633m，从坝体的剖面图来看b₁₄~b₁₇基础就形成了以b₁₆面板基础为最低点的“u”型槽。在开挖施工过程中还发现，由于该区域地下水位线较高（＞633m）因此地下水就会从周围向此处汇集，，由于坝基岩石为整体性较好的安山岩和玄武岩，渗水性很差，因此坝体内部就总有积水。根据连通器原理，该积水水位线应与地下水位线相一致。

气温资料显示，2000年冬季，松江河地区最低气温达到-40℃，如此低的温度在当地几十年不遇。2000年入冬前，停止了大坝基坑排水工作，随着气温逐渐降低，处于b₁₅块面板内的排水花管见（照片15），很快被冻住，这样水就在这个“u”型槽内聚集得不到释放并不断结冰膨胀。 “u”型槽内的水如同一个膨胀源向周围扩散，随着冰层的缓慢上升和不断膨胀，由于面板对冰水的膨胀起约束作用，因此形成内部的冰水冻层就对面板产生了向上游方向的垂直于面板的冻胀力。并且这股力量不断加大，最终将面板鼓起导致破坏。

虽然面板与趾板发生错位，但它们并未完全脱离开，因此通过对面板的受力分析认为面板与趾板衔接处可看作是面板受冰水胀力时的约束点，面板的受力模型可看作是一端约束的受弯剪板。其受力特点与受均布荷载作用下的简支梁相似：支座截面(面板与趾板连接处)剪力最大而跨中(面板底部空腔最大位置)弯矩最大，因此其破坏方式是在跨中部位首先出现垂直裂缝，然后向腹部延伸为弯斜裂缝。检测结果发现松山面板的裂缝形状确实与此相吻合，见照片10~11。

通过板间缝的钻芯试样发现，ｂ_１６~ｂ_１７面板之间的止水橡胶带并未发生断裂，见照片12，这就说明在这受损坏的四块面板，板与板之间并未发生错位，而且从图4．3．1中还可发现，板间缝底部存在空腔， 因此这就说明b₁₄~b₁₇面板在冰水胀力的作用下是以一个整体的方式上抬的，从而进一步证明冰水胀力是导致此次面板破坏的主要原因。

总之，由于面板受力条件是复杂的，破坏方式可能是多种因素共同作用的结果。但从上述分析中可以认为，此次松山面板堆石坝面板裂缝的主要原因是冰水的冻胀引起的。

面板有24条裂缝，共计289条裂缝。此次面板混凝土无论就破坏方式和破坏程度来讲，在面板堆石坝的施工中都是较为罕见的，对于其成因的分析有助于以后避免该情况的发生。修补工作应该就其破坏的实际情况具体实施，有以下几点建议：

1. 从坝体剖面图中可知，坝体内的水位线在高程▽642m，也就是说，即使完成了面板的修补工作，入冬前坝区如不能正常蓄水，在负温条件下排水管如果被冻住无法排水，那么面板仍然存在被冰水冻胀的隐患，因此做好坝体排水通畅，尤其是做好冬季坝体内的排水通畅是今后要做的首要工作之一。

2. 面板存在贯穿性裂缝，修补工作应从板上和板下两方面着手，其原因是由于裂缝的存在，使水容易进入到混凝土内部，如果裂缝深至钢筋，那么在水的作用下容易引发电化学反应，导致钢筋锈蚀，由于钢筋的锈蚀所导致的膨胀将引发混凝土开裂，这就为以后大坝的正常使用埋下了隐患，因此修补工作除了要做好面板上的修补之外，更要做好面板下的修补。

3. 空腔内的填补材料对于面板下裂缝的修补是一个很好的方法，但是如何做到填补材料与面板混凝土的良好粘结却是这项工作的技术难点，因为新老混凝土之间存在一个界面，如果二者结合的不好那么在界面处就存在着一个渗水通道，通过这个渗水通道水就容易沿着面板原有裂隙进入混凝土内部，进而引发钢筋锈蚀。因此填补材料应做到抗渗性好，与混凝土粘结性好。

4. 检测结果发现，面板下空腔深浅不一，由于堆料区粗糙不平，因此灌浆材料的流化性能一定要好，否则较难将面板下所有空腔区填满。

5. 由于地下水的处理不当，在寒冷地区冬季水结冰膨胀导致建筑物冻胀破坏在东北地区较为普遍，因此建议在寒冷地区无论是大坝还是民用建筑设计都应考虑到地下水位的影响，以及做好建筑物越冬的前期准备工作。

1. 大坝面板的裂缝主要分布在b₁₄~b₁₇面板上，b₁₈面板有1条裂缝，b₁₇面板有89条裂缝，b₁₆面板有71条裂缝，b₁₅面板有104条裂缝，b₁₄存在深达50cm的垂直于面板的贯穿型裂缝，裂缝平均深度都在30cm以上。

2. 通过比较b₁₄~b₁₇面板裂缝走向，发现裂缝分布较有规律，以b₁₅和b₁₆面板接缝底部为圆心，向周围辐射，裂缝成圆环状有规律叠加。

3. 面板的空腔范围主要分布在▽644m高程以下b₁₄~b₁₇面板之间，空腔较大深度分布区域是：纵向▽638m～▽640m之间,横向b₁₅~b₁₆之间，从此位置向周围，空腔深度逐渐递减。

4. 通过对测点14-5和测点15-5芯样的检测发现面板混凝土垂直缝的止水结构没有破坏，其止水铜片和止水橡胶带完整，但在垂直缝下仍有空腔，说明面板的上抬，板与板之间未发生相对位移。

5. b₁₆面板与趾板连接处的止水橡胶带断裂，橡胶带错位20.0cm，b₁₇面板与趾板连接处的止水橡胶带断裂，橡胶带错位8.0cm，b₁₄、b₁₅面板未发现有止水橡胶带的断裂。

6. b₁₅面板上的排水管已经堵死，b₁₄面板的排水管排水量为1.67kg/s。

7. 面板混凝土强度的离散性较大，轴向抗拉试验中发现个别混凝土芯样存在有蜂窝孔洞。根据混凝土的设计强度要求c30， b₁₄~b₁₆面板的混凝土强度满足设计规范要求，分别是b₁₄：30.2mpa、b₁₅：36.0mpa、b₁₆：33.1mpa；b₁₃、b₁₇面板的混凝土强度没有达到设计要求，分别是23.8mpa和25.6mpa。b₁₃面板未发现裂缝，在其面板上取芯的目的是为了与存在裂缝的面板混凝土进行比较，但试验发现其抗压强度为25.6mpa，比有裂缝面板的混凝土强度都低。

8. b₁₄~b₁₇面板的混凝土的劈裂抗拉强度都满足设计要求，它们分别是b₁₃：2.41mpa，b₁₄：2.80mpa，b₁₅：2.74mpa，b₁₆：3.45mpa，b₁₇：2.25mpa。

9. 面板混凝土的抗冻抗渗设计要求为f₂₀₀w₈，检测发现b₁₄~b₁₇面板的混凝土的抗冻等级没有达到f₅₀，抗渗等级达到抗渗设计要求。

10. 在面板混凝土施工期间最低气温达到-11.7℃。2000年冬季松江河地区最低气温达到零下40℃，如此低的温度在此地区为几十年不遇，这一情况不仅给坝面施工、保温工作带来极大的困难，而且也是造成面板破坏的一个很重要的因素。

11. 面板裂缝的主要原因是在本区特具的地形和水文地质等条件下，冬季大坝排水管冻死，在负温作用下冰的冻胀力生产的弯剪破坏所致。

[1] 黄士元．混凝土早期裂纹的成因与防治”．《混凝土》2000年第7期

[2] 冯乃谦．“商品混凝土在施工应用中的开裂与对策”．《混凝土》2000年第9期

[3] 王德库 黄如卉 刘凯 韩会生 傅强．“混凝土裂缝的调查与修补技术”         

                                           《混凝土》2000年第9期

[4] 金红伟．“混凝土面板堆石坝面板防裂混凝土性能研究”．《混凝土》2000年第9期

[5] 金涛 陈军科．“高层建筑基础大体积混凝土抗裂措施分析”

《混凝土》2000年第9期

[6] 黄金国．“混凝土路面的常见裂缝与防治措施”．   《混凝土》2000年第10期

[7] 曹恒祥 殷保合．“水工大体积高性能混凝土裂缝原因分析”

《混凝土》2000年第11期

[8] 张相宝．“混凝土建筑物裂缝原因分析与处理”．《混凝土》2000年第10期

[9] 王铁梦．《工程结构裂缝控制》                    

[10] 中水一局五分局工程部．“松山大坝面板裂缝有关情况及初步分析”                        

[11] 王振东  赵国藩  施岚青  李树瑶．《钢筋混凝土及砌体结构》

[作者简介] 梁龙 （1976－）， 男，无机非金属材料专业。工程师

          黄如卉，女，工程师

          韩会生，男，工程师，东勘科研院材料所所长

          王德库，男，高级工程师，东勘科研院院长

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