２００８年第６期 黑龙汀水利科技 Ｎｏ．６．２００８ （第３６卷） Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ （Ｔｏｄａｌ Ｎｏ．３６） 文章编号：１００７—７５９６（２００８）０６—０１８９一ｏｌ 库尔滨水电站尾水闸墩冻融破坏的防治措施 王鸿志 ，袁卫清 ，高化刚 （１．逊克县库尔滨流域水电公司，黑龙江逊克１６４４００；２．黑河电业局，黑龙江黑河１６４３００） 摘 要：混凝土的冻融破坏在我国北方地区非常普遍，在启、停机频繁，尾水水位经常变化的库尔滨水电站尾水闸 墩中表现尤为明显，每日的冻融破坏可达２—３次，这就要求采取有效的防治措施。 关键词：混凝土；冻融破坏；尾水闸墩；水电站；尾水水位 中图分类号：ＴＶ６６ 文献标识码：Ｂ ， １ 概述 ・２．２现状分析 库尔滨水电站始建于１９７７年，１９８５年投产发 库尔滨水电站尾水闸墩常年处于尾水的浸泡 电。位于逊克县东南山区，地处寒温带大陆季风气 中，而且小网运行启、停机频繁尾水水位反复变化， 候区，冬季严寒漫长，月平均气温有５个月在０℃以 也就是说其尾水闸墩的混凝土常年处于饱和状态。 下。由于梯级电站小网运行启、停机频繁，尾水水位 并且库尔滨水电站的气候特点是每年有５个月温度 变化大而频繁，这样可造成每日冻融破坏２～３次。 在０ｑｃ以下，这样就有５个月的时间每天２～３次的 经过２０多年的冻融破坏，现尾水闸墩混凝土脱落最 频率反复发生冻融，混凝土层层剥蚀脱落，形成了现 深达４２ｃｍ，高度达到１５３ｃｍ，这个高度区域正好是 在的局面。总之该水电站尾水闸墩混凝土具备了冻 停机与发电状态下的尾水水位变化区。针对这些实 融破坏的两个必要条件，并且冻融时间长，次数频 际问题我们能采取的防治措施有两点：①减少启、停 繁，造成了极大的破坏力，威胁着水工建筑物的安 机次数，从而减少冻融次数；②减少混凝土中的含水 全，必须进行修缮处理。 量。要采取第一种措施显然不现实，启、停机频繁是 ３ 防治措施 梯级小水电站小网运行的最大特点。我们只有从第 经过反复研究分析，我们认为行之有效的办法 二种措施下功夫，多思考，实施有效措施。 是：尽可能地使混凝土不处于饱和状态。 ２ 混凝土冻融破坏原因与现状分析 为此采取了５个具体措施进行防治：（￣２００７年 ２．１ 混凝土冻融破坏原因 将库水位降至死水位过冬，留出库容迎接２００８年春 吸水饱和的混凝土在其冻融过程中，遭受的破 季桃花水，谓称发生弃水事件。＠２００８年５月份， 坏应力主要由两部分组成。 在尾水做围堰，将尾水渠积水抽干。③将冻融区域 ①当混凝土中的毛细孑Ｌ水在某负温下发生物态 内的混凝土凿致新体，并凿致冻融区以上，尽可能将 变化，ｍ水转变成冰，体积膨胀９％，因受毛细孔壁 欲浇混凝土区域凿成楔形以便浇注。④用８ｃｍ厚的 约束形成膨胀压力，从而在孔周围的微观结构中产 钢板制出尾水闸墩的形状，将尾水闸墩围起焊接在 生拉应力；②当毛细孔水结成冰时，由凝胶孔中过冷 尾水门门槽的槽钢上制成永久外模，焊接要密实细 水在混凝土微观结构中的迁移和重分布引起的渗管 致，不能有空隙以防跑浆进水。然后用Ｃ２５Ｗ６Ｆ３００ 压。由于表面张力的作用，混凝土毛细孔隙中水的 混凝土浇注并振捣密实。⑤在钢板上刷防锈漆。 冰点随着孔径的减小而降低。凝胶孑Ｌ水形成冰核的 以上的防治措施用钢板充分地使混凝土与尾水 温度在一７８℃以下，因而由于冰与过冷水的饱和蒸 分离开来，从而使混凝土没有了达到饱和的条件，这 气压差和过冷水之间的盐分浓度差引起水分迁移而 样冻融的条件也没有满足，有效的避免了冻融破坏 形成渗透压力。 的发生，延长了修缮周期。 当混凝土受冻时，这两种压力会损伤混凝土内 ４经验与建议 部微观结构，只有当经过反复多次的冻融循环以后， 梯级小水电站小网运行尾水水位变化大，变 操作逐步积累不断扩大，发展成互相冻融的裂缝，使 化频繁，在北方地区尾水闸墩的冻融破坏非常严 混凝土的强度逐步降低，最后甚至完全丧失。从实 际中不难看出，处在干燥条件的混凝土显然不存在 重，通过以上防治措施有效地根治了冻融破坏。 冻融破坏问题，所以饱水状态下是混凝土发生冻融 因此建议在北方地区的梯级小水电站建设时．在 浇注尾水闸墩时直接用８ｍｉｌｌ厚的钢板制成永久 破坏的必要条件之一，另一必要条件是外界气温正 性外模，以防止冻融破坏的发生。有条件的建设 负变化，使混凝土孑Ｌ隙的水反复发生冻融循环，这两 单位最好采用８ｍｉｌｌ不锈钢板制作成的永久性外 个必要条件，决定了混凝土冻融破坏是从混凝土表 模，不但能防治冻融破坏，还能防止钢板的锈蚀 面开始的层层剥蚀破坏。 破坏 ［收稿日期］２００８—０９—１２ ， ［作者简介］王鸿志（１９７５一），男，黑龙江绥化人，工程学士，工程师；袁卫清（１９６７一），男，黑龙江五大连池 人，工程师；高华刚（１９７５一），男，山东莱阳人，工程师。