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某混凝土重力坝全面治理方案研究 孙粤琳, 赵妍, 王荣鲁，刘致彬 （中国水利水电科学研究院，北京，100038） 摘 要：我国东北地区某混凝土大坝经过数十年的运行，已出现多种病害，严重影响大坝的安全运行。 本文提出将已在国内工程实践中取得成功应用经验的浮式拱围堰技术应用于大坝的上游面治理，在不 放空水库的前提下为上游面的治理提供“干作业”施工环境，分别针对大坝上游面、下游面和竖直纵 缝这三大重点部位提出有针对性的综合治理加固方案，以有效增强大坝的防渗结构，提高大坝的抗滑 稳定性，改善大坝的整体性和应力状态，并使大坝的耐久性得到大幅度提高。 关键词：混凝土重力坝，全面治理，浮式拱围堰 1 概况 我国东北地区某混凝土大坝经过70多年的运行，已出现了混凝土强度低、不均匀、大坝 整体性差、坝体渗漏、溶蚀以及冻害等病害，严重地影响着大坝的安全运行，必须按照“彻 底解决、不留后患、技术可行、经济合理”的原则研究制定全面治理方案。其中，在水库不 放空的条件下实施上游面的治理方案具有很大的难度，需要考虑到技术、经济、环境以及实 践经验等多方面的因素，只有选择了合理的修补加固措施和施工方法，全面治理工作才能奏 效，是一项极具挑战性的工作。 本文借鉴加拿大Mactaquac电站中得到应用的“气泡围堰”[1]和美国大约瑟夫坝加高工 程中采用的“浮式围堰”[2]的思路，提出将浮式拱围堰技术应用于大坝的上游面治理，可在 很大程度上避免以往传统治理方案中因放空水库而对社会、经济和环境等诸多方面造成的不 良影响，创造出的 “干作业”施工环境能加大上游面治理措施的可选择范围；同时，针对 大坝上游面、下游面和竖直纵缝这三大重点部位提出系统的治理和加固方案，既能增强大坝 的防渗结构，又能提高大坝的抗滑稳定性、改善大坝的整体性和应力状态，使大坝的耐久性 得到大幅度提高。 2 不放空水库如何治理——采用“浮式拱围堰施工技术” “浮式拱围堰施工技术”，即先用拱围堰围住大坝上游面一段，创造“干作业”环境， 进行大坝上游面施工；完成后，将拱围堰空腹中的水排出，使拱围堰自动升起漂浮在水中； 然后用拖轮将它牵引到下一个施工部位，充水下沉就位，靠紧坝面止水、排干围堰内积水后， 又创造出另一个“干作业”环境进行施工。 2.1 浮式拱围堰的设计要点 如图1所示，浮式拱围堰为一空心半圆形钢筒，它由薄钢 板制成，内有型钢支撑，以防压屈。上下各节由螺栓连接成为一个整体，但它们各自的空腔 互不连通，均设有充水管及排水管。 收稿日期： 作者简介：孙粤琳（1981-），女，河南省潢川县，高工，博士生，主要从事水工混凝土结构温控计算和安全评价。 E_mail:shuny1@ 1 大 库水位 B ① 排气管 螺栓孔 坝 上 ③ 游 B ④ ③ 型钢 薄钢板 面 A A 通水通气孔 ⑤ ⑤ ② 大坝上游面 ② 注水管 (a) (b) A -A 剖面 (c) B-B 剖面 图中符号注明：①——拱围堰；②——注浆止水模袋；③——螺栓；④——人梯；⑤——松紧螺栓 图 1 浮式拱围堰示意图 浮式拱围堰具有两大特点：一是利用拱的工作原理，将承受的水库水压力变为轴向压力 传递到大坝上游面，但与拱坝不同，不存在坝肩稳定的问题；二是拱结构断面内设有