五强溪电厂水工建筑物常见病害探讨与如何防止 马冲林1五强溪电厂水工建筑物常见病害探讨与如何防止马冲林（五强溪水电厂 湖南常德）概 要： 五强溪电厂自86年复工建设以来，至今已有20多年了，水工建筑物一般地处高山峡谷之中，自然条件极为复杂与恶劣，此外水工建筑物长期暴露在外，属于裸露工程，素面朝天，经风雨历寒暑，病害也是一年一年的增多，本文主要介绍五强溪电厂多年来出现的常见病害以及如何防止病害，以确保建筑物的正常运行。

关键词： 病害 检测 修复 防止1 基本概况五强溪水电站属一等工程，大坝为混凝土重力坝，坝顶高程117.5 m ，坝长719.73 m ，最大坝高85.83 m ，最大底宽68 m 。

水工建筑物包括大坝、厂房、三级船闸等三大部分，大坝、船闸一闸首等挡水建筑物为一级建筑物，按千年一遇洪水设计，万年一遇洪水校核；溢流坝下的消能工、厂房、开关站、尾水平台、船闸一闸室、二闸首、二闸室、三闸首、三闸室、四闸首、上游进水口等为二级建筑物，按百年一遇洪水设计，千年一遇洪水校核；船闸下游右导墙、左挡墙等为三级建筑物。

2 五强溪电厂常见病害五强溪电厂水工建筑物种类多，结构类型复杂，水工建筑物有露天的、水下的等等，86年复工建设以来，至今已有20多年了，电厂地处高山峡谷之中，自然条件极为复杂与恶劣，此外水工建筑物长期暴露在外，属于裸露工程，素面朝天，经风雨历寒暑，病害也是一年一年的增多。

五强溪电厂常见病害归纳有如下：1、裂缝：裂缝是水工建筑物最常见、最普遍的一种病害，不发生裂缝的建筑物是极少数的。

但产生的裂缝原因也很多，往往是多种因素造成的。

我们通常根据裂缝产生的原因分为温度裂缝、干缩裂缝、钢筋锈蚀裂缝、碱骨料反应裂缝以及结构承载裂缝。

结构承载裂缝常见于受拉、受压杆件结构建筑物上，该病害危害最大，往往导致建筑物垮塌，或者建筑物失效。

水工中的大体积砼裂缝通常分为以下几类，我们通常用该标注来判断裂缝的危害性。

I 类：一般缝宽mm 2.0<δ，缝深cm 30≤h ，形状表现为龟裂或呈细微规则状。

多由于砼干缩、沉缩所产生，对结构的影响很小。

II 类：浅层裂缝，一般缝宽0.2mm mm 3.0≤δ≤，缝深cm 100cm 30≤<h ，平面缝长m 5m 3<<L ，呈现则状。

对结构有一定影响。

III 类：缝宽0.3mm mm 5.0≤δ≤，缝深100cm cm 500≤δ≤，缝长大于500cm ，对结构有较大影响。

IV 类：缝宽mm 5.0>δ，缝深大于500 cm ，属贯穿性裂缝，对结构有根本性影响。

如五强溪电厂45B 室3根混凝土牛腿发现贯穿性裂缝，随后又发现44B 室混凝土大梁发现贯穿性裂缝。

后用碳纤维进行处理，从水工结构的运行情况来看，修复质量较好。

此外如五强溪电厂闸室底板及主廊道顶面多处有裂缝，闸底板2.5 m 厚，很多裂纹都从闸室底板扩展到主廊道顶面即局部贯穿，这些裂缝产生的原因十分复杂。

故这些裂缝极大地危害船闸的安全稳定。

如图：闸室底板裂缝2、剥蚀、气蚀、磨损：该类病害主要是由于环境因素与混凝土及内部的水化产物、砂石骨料、掺合料、钢筋相互之间产生一系列机械的、物理的、化学的复杂作用，从而形成混凝土抵抗能力的破坏所导致的。

危害较大，每次破坏都是点到面最后大面积破坏，该病害主要发生在高流速的充放水的护坦、底板、溢流面等水工建筑物部位，该区域要求混凝土强度非常高，一般不低于Ｃ40。

如电厂2004年消力池底板磨损修复；2002年、2008年溢流面磨损修复；2000年船闸泄水段磨损修复。

如图：剥蚀病害3、钙质析出：钙质析出是水工建筑物发生渗漏时，伴随着渗漏水将混凝土中Ca+2离子、CaO 等物质析出，析出后与空气中的水分子、CO2等结合产生一系列的化学反应生成白色结晶体CaCO3，这就是我们通常在廊道内看到的白色结晶体。

钙质析出这种病害主要发生在廊道内以及挡水建筑物，混凝土中的Ca+2离子、CaO等物质大量析出就会导致混凝土内部蓬松，强度降低，混凝土保护层老化，最终导致钢筋锈蚀，由于钢筋锈蚀后，其产生的锈蚀产物的体积将比原来增大2～4倍，从而将水工建筑物膨胀破坏。

如图：廊道结构缝大量钙质析钙2五强溪电厂水工建筑物常见病害探讨与如何防止马冲林4、渗漏：渗漏是水工建筑物最常见的病害，渗漏会使建筑物内部产生较大的渗透压力和浮托力，甚至危及建筑物的稳定与安全，渗漏还会引发侵蚀、钢筋锈蚀等病害，加速混凝土结构老化。

渗漏主要发生在地下建筑物内，比如廊道等；渗漏我们通常将其分为点渗漏、线渗漏和面渗漏。

如电厂基础廊道、操作廊道以及60廊道等墙体上经常出现渗漏。

这对建筑物造成较大的危害，所以电厂每年都要投入大量资金进行补漏、灌浆等。

5、脱空：常发生在压力钢管与衬砌混凝土之间，主要是蜗壳钢衬处；五强溪电厂在2008年12月5日2#机组检修期间，发现引水钢管段大面积脱空，脱空线长约为 76米，脱空面积约为1020m2。

如果脱空较严重，长期带病运行，压力钢管长期反复充、放水超疲劳极限，就会导致压力钢管破损，严重的将导致压力钢管爆管发生水淹厂房。

6、混凝土碳化：混凝土碳化是混凝土老化的一种形式，是由于空气中的CO2对混凝土侵蚀，使混凝土逐步中性化，继而引起混凝土中的钢筋锈蚀膨胀，形成外部混凝土保护层剥落破坏，钢筋进一步锈蚀，使结构逐步失去承载力，并最终发生结构性破坏的一种病害。

如电厂船闸闸室最大碳化深度为30.2mm，船闸闸室的碳化深度已接近钢筋保护层厚度，由于裂缝较多，这些部位钢筋可能发生锈蚀，钢筋锈蚀就将极大的危害结构的安全。

7、滑坡：滑坡是斜坡上部分岩石、土壤等在重力作用下，沿一定的软弱层、缓慢的整体下移。

滑坡主要表现为滑坡、坍塌、剥落。

该类病害在五电厂较多，如▽96平台、左岸高边坡以及库区许多滑坡体。

该类病害治理较难，投入资金巨大。

8、水毁：水毁主要发生汛期，水库泄洪，洪水淘刷河床等导致护岸塌陷。

如图：水毁护坡冲坑3 五强溪电厂水工建筑物重大缺陷情况及处理情况五强溪工程自1994年11月大坝下闸蓄水以来，水工建筑物出现较大问题及处理情况如下：1、大坝结构缝漏水：大坝挡水后发现多达12条结构缝漏水，并且有3条结构缝漏水相当严重，3主要原因是由于原止水铜片、沥青井止水设施施工质量差引起。

此外03年、05年、07年多次对廊道上游结构缝进行灌浆处理，目前渗漏明显减少。

虽然经过了多次灌浆处理等，局部原漏水各缝也有不同程度的在滴漏水，但整体情况稳定。

2、消力池破坏及处理：95年、96年汛后检查发现消力池遭受严重破坏。

95年主要是左消力池冲刷较大，消力池底板表层1 m厚混凝土约1万m3被冲刷破坏，96年汛前对其进行了修复处理。

96年7月沅水发生特大洪水，最大入库达40000 m3/S，最大出库26400 M/S，库水位最高至113.26 m。

汛后检查发现右消力池沿2#表孔中心线形成一最大尺寸（长*宽*深）为75.5 m×44.5 m×39.5 m的巨大冲坑，97年汛前对冲坑进行了修复，回填混凝土达50000 m3。

97年汛后检查发现冲坑回填水下混凝土施工质量较差，进行了补强灌浆处理，98年汛后对水下混凝土又进行了补强灌浆工作。

究“96.7”特大洪水右消力池破坏原因，主要是洪水调度时上游超常规蓄水（超高5.26 m），闸门未按设计要求开启，2#表孔在1#、3#未全开情况下单孔全开泄洪历时124小时，下游超低水位消能。

3、2000年汛前对右消力池底板部分冲刷表层采用C40硅粉混凝土进行了修补。

4、2000年在进行水下摄像检查时，发现船闸泄水段发现深度达50 cm左右的深坑，汛前对船闸四闸首泄水段底板和侧墙遭受严重的冲刷部位进行了水下混凝土修复，2000年汛后又对这一部位进行了水下摄像检查，发现这一部位又发生明显的冲刷，多处钢筋裸露，最大冲刷深度达30—40 cm，2001年12月对该部位进行了围堰干水修补，修补材料选用硅粉钢纤维混凝土。

5、2001年，船闸在温度变形以及反复充、放水的影响下，闸室墙体与闸首之间的结构缝变形非常严重，2001年12月对船闸一、二闸室与闸首的三条漏水较严重的结构缝进行了灌浆嵌缝处理，效果较好。

6、2002年汛后五强溪水电厂水工建筑物汛后检查发现，表孔溢流面多处出现冲蚀坑，9个溢流面都出现了混凝土剥蚀、钢筋外露及纵向裂缝的情况；2003年汛前电厂组织对溢流面冲蚀坑进行修补，修补材料采用聚合物水泥砂浆。

7、2004年右消力池抽水检查，发现底板、侧墙部分有冲坑，后采用高强度钢纤维混凝土进行修复。

8、2006年基础廊道25#～26#坝段结构缝发现大量渗漏水，年底对结构缝进行灌浆止水处理，后来在2007年，2008年先后对21#～22#等几条结构缝进行灌浆处理。

9、2006年至2008年先后对船闸进行了船闸钢筋锈蚀量等10多项进行检测，以确保船闸安全稳定运行。

10、2008年11月遭遇千年一遇特大秋汛，最高水位107.78 m，逼近防洪高水位108 m，最大出库流量达到18000立方米每秒。

洪水退后，检查发现大坝下游右岸原综合楼下方的河床发现一巨大冲坑，洪水冲刷掏空了长30米，高16米的冲坑，导致河床混凝土板多处发生拉断、开裂，护坡掏空深度达7米左右，年底修复完成。

11、2008年汛期及罕见秋汛泄洪后，水下摄像检查发现左消力池底板7#、8#表孔下游15米处有2个冲坑，冲坑面积达到4.8 m×4.0 m及2.5 m×1.0 m，深度在20 cm～30 cm，冲坑均发生在横、纵结构缝交点处，且冲刷已经露筋，钢筋有折断现象；并于2009年2月份组织实施修复，并于3月份修复完毕，经过2009年几次大的洪水冲刷后，经专业人员水下摄像检查，未发现冲毁，效果较好。

12、2008年12月16日对表孔溢流面的堰顶段、中间顺坡段、反弧段以及侧墙进行检查时，多个表孔堰顶段麻面较多；侧墙尤其是底板与侧墙交接处多处露筋，局部遭受冲刷；中间顺坡段靠上游段的结构缝处多处淘刷成坑；多个表孔面上露筋现象较多；2009年3月通过修复后，汛后进行检查，未发现冲毁。

4五强溪电厂水工建筑物常见病害探讨与如何防止马冲林4 如何防止病害的发生以及处理方法（一）当水工建筑物裂缝等病害的处理办法及方法：1、水工建筑物出现裂缝时，不要紧张，没有裂缝的水工建筑物是极少数的，只是我们必须弄清楚裂缝的基本情况，了解其特性。

先要进行初步的调查：（1）裂缝现状调查，主要看裂缝的宽度、深度、形状以及是否贯穿等；（2）裂缝附近周边情况调查，看看产生裂缝的诱因是否与周边环境有关；（3）产生裂缝后是否影响建筑物使用的调查，对已经开裂部位，用肉眼观察有无漏水、钢筋外露及太大的挠度等而产生的影响。