2.8 分缝与止水

2.8.1 坝体分缝

碾压混凝土重力坝的断面尺寸一般都较大，从坝体混凝土的温控防裂和变形适应性考虑，坝体需进行分缝，碾压混凝土重力坝分缝包括横缝和纵缝。

碾压混凝土重力坝应设置横缝，早期的几座碾压混凝土重力坝如坑口、龙门滩等，由于坝顶长度较小且处于气候温和地区，因而未设横缝。随着建坝高度的不断增加和建坝区域的扩展，河谷及坝顶长度加大，气候条件趋于恶劣，因此碾压混凝土重力坝大都设置了横缝。

坝体横缝间距主要考虑以下因素：

（1）温度及收缩应力。分缝后坝块的温度和收缩应力应满足温度控制和防裂要求，防止由于分缝间距过大使坝体混凝土产生开裂。

（2）坝基变形。坝体分缝应与建基面岩体的地质条件适应，防止产生不均匀变形和应力集中现象。

（3）枢纽布置。坝体分缝应满足与大坝相连的其他建筑物布置的需要。如坝内式或坝后式厂房枢纽，坝体横缝的设置须考虑与厂房机组段布置相适应；若设置有坝体导流建筑物时，坝体分缝应考虑导流孔口的布置；坝内有钢管等埋藏式结构时，也应考虑分缝的相互影响与协调。

（4）施工条件。分缝后的坝块尺寸应适应于现场的施工强度等条件。

早期位于气候温和地区的碾压混凝土坝体横缝往往采用较大的间距，在30～70m之间，经工程实践发现，部分横缝间距超过30m的碾压混凝土重力坝，在其上游面出现不同程度的表面裂缝。三维有限元温度应力计算分析研究也表明，随着横缝间距增大，沿坝轴线方向的坝体拉应力相应增大，其范围也越大。综上所述，碾压混凝土重力坝坝体横缝间距的取值应综合考虑坝体温控防裂、枢纽布置、坝基地形地质条件等因素确定。根据工程经验，分缝长度通常取20m左右较合适，不宜大于30m。另外横缝间距还应考虑与溢流表孔、泄水孔、发电进水口、通航等建筑物的布置相适应。岸坡坝段宜在地形突变、承载能力变化较大或开挖马道平台转折处设置横缝或诱导缝，以适应坝体变形和改善坝体应力条件。

随着碾压混凝土施工技术日趋成熟，切缝机具的改进及成缝方式的多样化，使横缝或诱导缝的成缝已不再成为制约碾压混凝土快速施工的主要因素。近期在建或完建的碾压混凝土重力坝，如光照、索风营、思林、沙沱、百色、龙滩等，其横缝或诱导缝的间距一般在15～30m左右。部分碾压混凝土重力坝分缝情况见表2.8.1。

碾压混凝土重力坝由于采用大面积摊铺碾压的施工方式，国内外已见的碾压混凝土重力坝大多均不设纵缝，但高坝河床基础部位沿上下游方向的宽度很大，是否设置纵缝应进行专门研究，若需要设置应进行妥善处理。我国的龙滩（坝高192m） 未设纵缝、光照（坝高200.5m）大坝在河床部位基础垫层混凝土中设有纵缝，并设混凝土后浇带，后期在基础廊道用微膨胀混凝土回填并进行接缝处理，大坝基础廊道以上未设纵缝。

碾压混凝土重力坝横缝或诱导缝常采用切缝机具切制、设置诱导孔或隔缝材料等方法形成。切缝机切缝有“先碾后切”和“先切后碾”两种方式，隔缝材料可用镀锌铁片、化纤编织彩条布或干砂隔缝。根据工程实践，近几年诱导缝成逢工艺多采用小型切缝机切缝、内嵌化纤编织彩条布成缝，其工艺简单，工效快，与碾压混凝土机械施工互不干扰，成缝可靠。采用隔缝材料形成的诱导缝应保证成缝面积，切缝面积一般为缝面面积的2/3，以保证缝面的形成。坝体横缝靠上下游坝面处仍按常规缝设计，设置止水和隔缝板，止水周边采用变态混凝土。大型机械切缝与小型切缝机施工如图2.8.1所示。

图2.8.1 诱导缝施工照片

2.8.2 坝体止水

坝体横缝如不进行封堵，水库的水会沿坝体横缝向下游渗漏。为了防止其渗漏，碾压混凝土重力坝横缝的上游面、溢流面、下游面最高尾水位以下以及与横缝相交的坝内廊道和孔洞四周均应设置止水设施。

坝体止水根据材料的不同可分为金属止水、聚氯乙烯止水和橡胶止水。金属止水由一定宽度的抗腐蚀金属片制成，一般为铜或不锈钢，抗水压能力强。聚氯乙烯止水和橡胶止水适应变形能力较金属止水好。

坝体横缝内止水设施，其位置和数量应根据所采用的坝体防渗结构进行布置，典型横缝上游面止水布置见图2.8.2所示。高坝上游面横缝止水一般采用2～3道止水铜片；中坝上游面横缝止水一般采用一道铜止水加一道橡胶止水；低坝横缝止水可适当简化，常采用一道止水。坝体下游面最高尾水位以下也应设一道止水，视下游水头的大小，可采用止水铜片或橡胶（或PVC）止水带。坝面到止水之间和两止水之间的横缝内通常贴沥青油毛毡或沥青杉木板。最后一道止水之后宜设排水孔。止水铜片的厚度视水头的大小，通常采用1.0～1.6mm不等。部分碾压混凝土重力坝坝面及坝基止水设置情况如表2.8.2所示。

图2.8.2 典型横缝上游面止水布置图（单位：mm）

另外，对于中高坝 （坝高大于70m），当两岸坝基坡度陡于1∶1时，在上下游相应最高水位以下，宜在坝踵和坝趾的坝基混凝土与基岩接触部位，沿坝轴线方向 （纵向）设置基础止水 （俗称 “爬山虎”），以加强坝基面的防渗效果。基础止水根据水头情况设置1～2道，第一道止水距上游或下游坝面0.5～1m，止水间距0.5m。基础止水布置可采用齿槽或齿坎形式，同时作为止浆结构，下挖或凸出坝基面的高度一般为0.5m，止齿槽或齿坎宽度结合止水布置确定，并要求先于坝体混凝土浇筑。坝基面纵向基础止水典型布置如图2.8.3所示。

图2.8.3 坝基面纵向基础止水布置图（单位：mm）

坝内廊道或孔洞穿过横缝处，应在其周围混凝土内设一道止水铜片或橡胶（或PVC）止水带；横缝穿过溢流面时，应在过流表面混凝土内设置1～2道止水。为了防止水流沿坝基面进行渗漏，一般要求将上、下游面横缝止水伸入至坝基面以0.5～1.0m，并插入齿槽基础混凝土中。