摘要：碾压砼坝是混凝土坝在施工、设备和技术方面改进创新后的一种新坝型，得到广泛应用。本文针对碾压砼坝在工程中存在的裂缝现象展开探究，对碾压砼大坝的坝面裂缝成因进行概述，分析裂缝的特点以及应采取的相应防裂措施，最后针对坝面已有裂缝，提出裂缝处理方法，可应用于碾压砼大坝裂缝修补工程实践中，提供参考价值。
关键词：碾压砼坝；坝面裂缝；分析；措施
1 碾压砼大坝坝面裂缝成因
1.1 混凝土裂缝产生及类型
1.1.1 混凝土裂缝产生
裂缝是指固体材料中出现的不连续现象，对于混凝土材料自身所具有的特性而言，用其当做材料而建的建构筑物产生裂缝现象是不可避免的。混凝土材料产生裂缝的原因主要是两类荷载的作用：第一类是混凝土自身变形产生的荷载而引发的裂缝现象，如膨胀、伸缩、温度变化以及不均匀沉降等；第二类是外部荷载对混凝土的作用，如动荷载、静荷载产生的应力达到或超过混凝土自身能够承载的应力极限，产生结构损坏。在这两类引起混凝土裂缝的原因中，第一类原因产生的裂缝情况占大多数，混凝土因自身变形的情况占总变形量的四分之三以上。
混凝土材料承受拉应力的能力较差，抗拉强度低，容易产生裂缝，初期阶段在混凝土内部存在微裂缝，不容易通过观察发现，随着时间及周围环境的影响，如温度、荷载、日照等因素，使微裂缝逐渐发展为比较大的宏观裂缝。总的来说，混凝土裂缝成因为：体积变化时受到束缚；荷载作用使内部产生的拉应力过大。
1.1.2 混凝土裂缝类型
常见的混凝土裂缝类型有：（1）塑性沉降裂缝；（2）塑性收缩裂缝；（3）水化收缩及自生干缩裂缝；（4）干燥收缩裂缝；（5）温度收缩裂缝；（6）原材料选用不当引起的裂缝；（7）养护不足引起的裂缝；（8）化学反应引起的裂缝；（9）荷载变形裂缝；（10）其他裂缝。
1.2 混凝土坝裂缝成因
混凝土坝的裂缝成因具有一定的规律性，可以按照裂缝产生的时间阶段来划分裂缝的类别：在施土期，因温度升高或水化热等原因导致混凝土的体积产生变形并受到约束，产生裂缝；施工期，因回填土等结构因素，造成坝体承载增加产生裂缝；运行期，荷载对坝体薄弱处产生不利影响，混凝土坝因受压力或拉力等影响产生裂缝。
1.3 碾压混凝土坝的裂缝成因
上述的混凝土及混凝土坝产生的裂缝，在碾压混凝土坝中都会存在，但就碾压混凝土坝而言，因温度产生的裂缝是最常见的裂缝类型，应力裂缝和收缩缝等次之，其他裂缝在碾压混凝土坝的设计与施工中，可以通过规范的设计与施工工艺、合理的结构设计、材料的适宜性应用等得到大幅度的改善及避免。
碾压混凝土因温度产生裂缝的原因主要有：坝体放热速度缓慢、散热量小，使其表面与内部产生较大温差；坝体表面与内部体积变形速度不一致，相互间形成约束作用；基岩对坝体变形产生的约束作用。
2 碾压砼大坝坝面裂缝特点及防裂措施
2.1 水化热升温特点
碾压混凝土配料中对水泥的使用量远低于煤灰量，因此它的水化热现象具有慢、匀、低的特点，温度应力对变形裂缝的影响比常规混凝土大，并且在相同温差下温度应力的分布也与常规混凝土不同。另因碾压混凝土的徐变和后期弹模较高，也促使其温度的分布更加均匀，结合水化热升温特点，在防裂方面可以采取一定的温度控制措施。
2.2 徐变防裂能力较好
碾压混凝土的抗拉强度与常规混凝土的具有一定的相似性，但前者徐变度更大，这是因为碾压混凝土内煤灰量含量高，且其在较长时间后仍具有一定的活性，持续形成水化物晶体，这些晶体可以使一些要产生裂缝的部位得到相应的空间以穿插或交错的方式再次形成整体，因此在慢速拉伸变形极限方面碾压混凝土的性能远优于常规混凝土，相应的对基础的抗裂约束能力也较常规混凝土墙。
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2.3 抗溶蚀能力高
碾压混凝土中的粉煤灰中具有大量的二氧化硅，可以同水泥的水化产物相结合，通过这种反应可以形成对常见的溶蚀性侵蚀、泛酸性寝室等具有足够的抵抗能力，即使在有水渗漏和淹浸的情况下，也很少会出现上游侧缝面被侵蚀、下游析出沉淀钙质物的现象，或轻微侵蚀不影响碾压混凝土坝的使用与性能。同时较好的抗溶蚀性也使碾压混凝土坝在美观程度和耐久性方面有很大的优势，例如位于大连市，修建时间早，历史悠久的龙王塘、王家店和大西山三座重力坝，如今仍在运行，各方面性能良好。
2.4 层面竖向抵抗拉力能力低
与常规混凝土相比，碾压混凝土层面较多，这就造成在施工过程中容易产生层面粘结不牢固、骨料分离等缺点的产生。因碾压混凝土存在的这种特点，可以确定在采用温度控制措施防止裂缝产生时主要针对水平层面裂缝产生的预防，同时加强防渗、层面粘接等方法与温度控制措施相结合。
2.5 碾压混凝土坝裂缝控制措施
2.5.1 原材料的使用
在原材料的使用上，可以通过改善骨料的级配、质量降低混凝土的干缩性，减少裂缝；控制砂石中的泥沙含量，增加混凝土的收缩性能和抗裂性；利用外掺量，如粉煤灰等，合理的对其进行使用可以对混凝土的和易性起到明显的改善效果。
2.5.2 结构的设计措施
可以通过设置横缝的方法来避免裂缝的产生，这方面早在80年代就已经有了成功的实例，我国的碾压混凝土坝收缩缝间距约为30m，当缝间距超过30m时，碾压混凝土坝上游部分有裂缝现场产生。合理的布置伸缩缝，结合坝址所在地的气候及地形等因素，可以有效减少裂缝产生。
2.5.3 温度控制及其他措施
可以通过控制温度的方法减少裂缝产生，如基础温差控制、上下层温差控制、内外温差控制等。同时也要注意自然因素对碾压混凝土坝裂缝的影响，如严寒地区冬天对坝体的保护措施，材料运输途中的温度控制等。其他方面，还有全断面碾压措和斜层平铺法等措施，均可在一定程度上控制裂缝的产生。
3 碾压砼大坝坝面裂缝处理
3.1 裂缝处理重点
对于已经产生裂缝的碾压混凝土大坝，应及时采取裂缝处理措施，防止裂缝变大产生更多不利因素。对碾压混凝土坝裂缝的处理措施要建立在对坝体抗裂计算和裂缝的稳定性分析结果的基础上，根据分析结果来判断裂缝的性质，是否会对坝体的稳定性产生不利影响。
对碾压混凝土坝的裂缝处理重点在于解决裂缝的渗漏问题，即碾压混凝土坝上游坝面的裂缝防渗处理。
3.2 裂缝堵漏步骤
裂缝的堵漏步骤可以分为：混凝土表面处理——布设灌浆嘴封闭裂缝，根据裂缝情况，每隔一定距离设置灌浆嘴，同时两端也一定要布置——运用压缩空气进行试气，检验封闭层有无漏气现象，灌浆管道有无堵塞情况，如检查有误，需重新铺设布置，确定无误后可以继续为止——灌浆——裂缝表面切槽，弹性密封膏，将混凝土表面处理干燥，在密封膏表面结合丙乳砂浆防护层。
3.3 裂缝加固补强方法
碾压混凝土坝的加固补强方法最常见的为碳纤维加固补强，即在有裂缝存在的部位通过利用碳纤维布进行局部加固，施工工艺为先在基面进行清洗处理，然后涂刷底胶，接着进行粘贴碳纤维进行修补，最后对表面进行防护和养护处理。
4 结语
碾压混凝土坝裂缝会不同程度的降低坝体的完整性、耐久性与抗渗性，影响安全使用，在进行坝体设计中应适当采取坝体防裂缝产生的措施，在坝体建成使用中对已经产生的裂缝应采取适当的补救措施，避免裂缝更大的发展危害安全。
参考文献：
[1] 李春敏.碾压混凝土坝筑坝技术综述[J].水利工程建设，2004（10）.
[2] 张林，徐进等.碾压混凝土断裂试验研究[J].水利学报，2005（05）.
论文作者:邹亚鸿
论文发表刊物:《基层建设》2015年33期
论文发表时间:2016/11/22
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 荷载论文; 水化论文; 措施论文; 应力论文; 大坝论文; 《基层建设》2015年33期论文;