我國(guó)東部地區(qū)的土壤與水中的硫酸鹽濃度通常都屬于中等侵蝕的水平，因此，不會(huì)對(duì)混凝土的耐久性造成過大的破壞，由于這個(gè)因素，這個(gè)地區(qū)的工程設(shè)計(jì)與混凝土的配比中往往就忽視了自然客觀環(huán)境對(duì)混凝土耐久性的影響。隨著我國(guó)水利工程建設(shè)的不斷發(fā)展，尤其是在大型水利工程建設(shè)方面無論在數(shù)量上還是在規(guī)模上都達(dá)到了建國(guó)以來的最高水平，但質(zhì)量問題也越來越受到人們的關(guān)注。通過對(duì)從近幾年水利工程中出現(xiàn)的質(zhì)量事故來看，例如：2006年南水北調(diào)東線德州某水庫(kù)的混凝土襯砌板，經(jīng)過一年多的運(yùn)行就發(fā)生了大規(guī)模的混凝土裂縫滲漏現(xiàn)象，并且很大一部分混凝土襯砌塊的強(qiáng)度完全喪失，至今其原因不明。事隔兩年以后，山東膠東調(diào)水工程近100km的渠道和水工建筑物，在施工結(jié)束后3～6個(gè)月發(fā)生大規(guī)模破壞，其對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目的工期及安全等都產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。在大型水利工程建設(shè)施工中，由于混凝土本身為透水介質(zhì)，因而在水利工程中混凝土容易出現(xiàn)裂縫，裂縫出現(xiàn)不但要影響工程的整體質(zhì)量，更嚴(yán)重的有可能讓水利工程的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生安全隱患或?qū)е缕茐�。在本文研究中，筆者將深入分析混凝土裂縫滲漏產(chǎn)生的原因，并在此基礎(chǔ)上探討如何防治水利工程中混凝土裂縫滲漏的具體措施。
一、工程概況
山東省膠東調(diào)水工程，是南水北調(diào)東線工程的重要組成部分，是山東省內(nèi)最大的水利工程。輸水線路總長(zhǎng)482km，全線共設(shè)9級(jí)提水泵站、3座隧洞、6座大型渡槽、417座水閘、倒虹吸、橋梁等建筑物，設(shè)計(jì)年調(diào)水量1.43億m3。工程的101標(biāo)段～110標(biāo)段近30km的混凝土結(jié)構(gòu)于2008年6月至10月施工，但自2009年2月20日起，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)103～105標(biāo)段已襯砌完畢的混凝土預(yù)制板出現(xiàn)滲漏、龜裂、脫皮，甚至崩解破碎，其強(qiáng)度完全喪失，106、111標(biāo)段渠內(nèi)在無地下水侵入的情況下也發(fā)生了類似的現(xiàn)象，這些標(biāo)段的水工建筑物如水閘、涵洞、倒虹吸等也發(fā)生了根部脫皮、剝蝕破壞，發(fā)生了嚴(yán)重的粉毀和剝蝕現(xiàn)象，并有大量的白色析出物。從工程施工到工程破壞共經(jīng)過1個(gè)冬季，根據(jù)氣象資料和工程實(shí)際，工程在這個(gè)冬季共有1次寒潮襲擊，凍融次數(shù)為7～10次。水工混凝土在如此短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)如此嚴(yán)重的破壞實(shí)屬罕見。
二、膠東調(diào)水工程混凝土裂縫滲漏產(chǎn)生的原因
在膠東調(diào)水工程工程項(xiàng)目中，所使用的混凝土屬于是多相復(fù)合的脆性材料，其具有一定的抗拉強(qiáng)度，但是當(dāng)其所承受的拉應(yīng)力超過其自身的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土則會(huì)出現(xiàn)裂縫，我們可根據(jù)其產(chǎn)生的原因?qū)⒘芽p分為溫度縫、收縮縫、施工縫等。
（一）溫度裂縫
在膠東調(diào)水工程工程施工過程中，混凝土在凝固（即：從半固態(tài)到固態(tài)）過程中水泥與水會(huì)發(fā)生化學(xué)變化，因此其內(nèi)部的溫度可能會(huì)表現(xiàn)出上升趨勢(shì)。若混凝土內(nèi)部的溫度無法散去則會(huì)引起溫度應(yīng)力，進(jìn)而出現(xiàn)外部受拉、內(nèi)部受壓的現(xiàn)象。由于混凝土在未完全凝固時(shí)其抗拉強(qiáng)度較低，因此在溫度應(yīng)力的作用下便會(huì)產(chǎn)生裂縫。
（二）收縮裂縫
在混凝土凝固過程中，水泥顆粒與水分相互結(jié)合或者水分的蒸發(fā)，使得混凝土的體積不斷的縮小這就叫凝縮或干縮，而這兩種可合稱為收縮。膠東調(diào)水工程中混凝土的收縮過程是由外至內(nèi)的，進(jìn)而形成含水梯度，這樣便出現(xiàn)了內(nèi)外收縮差，而在混凝土內(nèi)部形成壓應(yīng)力，表面形成拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土的拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度時(shí)便會(huì)出現(xiàn)收縮裂縫。
（三）施工裂縫
在膠東調(diào)水工程項(xiàng)目施工中，當(dāng)混凝土澆筑后未及時(shí)進(jìn)行壓實(shí)抹光、灑水養(yǎng)護(hù)，這樣混凝土表面的水分因風(fēng)吹日曬而快速蒸發(fā)，由于體積縮小而出現(xiàn)變形，這是引起裂縫的主要原因之一；除此之外，在施工過程中混凝土的力學(xué)性能還未達(dá)到抗裂能力時(shí)便提前拆摸，這樣也會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。
（四）混凝土塑性坍落引起的裂縫
裂縫的成因：這類裂縫的形成是由于混凝土在塑型過程中，因?yàn)榛旌狭侠锏墓腆w顆粒會(huì)因?yàn)橹亓Φ挠绊懴认鲁烈贫鴷?huì)出現(xiàn)水向浮動(dòng)的情況。當(dāng)鋼筋骨架或模板產(chǎn)生約束作用的時(shí)候，在上部容易出現(xiàn)裂縫，這些裂縫都是沿著鋼筋長(zhǎng)度方向形成的，這種塑型坍落主要是在混凝土澆筑的前幾個(gè)小時(shí)內(nèi)。
（五）堿-骨料化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫
裂縫的成因：堿-骨料反應(yīng)是指混凝土里面間隙中的水的堿性溶液跟活性骨料產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，這種化學(xué)反應(yīng)，會(huì)有硅酸凝膠的形成，這類物質(zhì)具有一種特性，遇到溫水會(huì)產(chǎn)生膨脹作用，這就會(huì)導(dǎo)致混凝土脹裂，開始在混凝土表面形成不規(guī)則的細(xì)小裂縫，然后由表及里發(fā)展，裂縫中充滿了白色深沉。
三、膠東調(diào)水工程混凝土裂縫滲漏的防治措施
在處理膠東調(diào)水工程項(xiàng)目中因混凝土出現(xiàn)裂縫而引起的滲漏時(shí)，首先需要觀察裂縫產(chǎn)生的原因、滲漏范圍和滲漏量以及對(duì)工程的影響程度等等因素，然后再根據(jù)其具體情況采取具有針對(duì)性的防治措施。
（一）基礎(chǔ)滲漏防治措施
本文研究的工程項(xiàng)目所在地區(qū)的地質(zhì)條件全是東部地區(qū)，因此極易忽略滲漏問題。對(duì)于此類問題我們一般采用帷幕灌漿技術(shù)，主要是利用加深加厚阻水帷幕來阻止基礎(chǔ)滲漏問題，一般帷幕灌漿設(shè)計(jì)包括：灌漿壓力、帷幕灌漿深度、帷幕灌漿厚度以及長(zhǎng)度等方面。
帷幕灌漿技術(shù)主要是利用具有膠凝性的化學(xué)溶液或者漿液，將其按照規(guī)定的比例或濃度進(jìn)行混合之后利用機(jī)械（或漿液自重）對(duì)其進(jìn)行施壓，通過埋管、鉆孔等方法將其壓送至巖體或其它物體（混凝土，砂、充填土等）的空洞、孔隙或裂隙中，這樣便會(huì)形成一定寬度的阻水帷幕，進(jìn)而減少裂縫的滲流量[1]。
（二）點(diǎn)漏防治措施
若混凝土出現(xiàn)孔洞滲漏，則可采用灌漿堵漏法。此方法主要適用于漏水量大、水壓較大以及孔洞較大的孔洞封堵，另外也可用于內(nèi)部密實(shí)性差、蜂窩孔隙較大的混凝土滲漏及回填處理。灌漿堵漏法，首先需要將漏水孔口的外形鑿成喇叭形狀，之后再?gòu)墓酀{嘴將快凝灰漿埋入，并迅速封閉灌漿管四周，讓漏水沿著管道集中排除，最后再使用高強(qiáng)度的砂漿回填至原混凝土面（若有需要可采取立模來對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)），當(dāng)高強(qiáng)度砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度之后便可沿灌漿嘴頂灌漿即可[2]。
①若點(diǎn)漏處的孔較小且水壓較小時(shí)則可采用直接堵漏法，首先將漏水孔的孔壁鑿毛并讓其呈垂直形狀，然后將槽壁上的雜質(zhì)沖洗干凈，采用快凝止水灰漿捻成一個(gè)與孔槽形狀相似的圓錐體，當(dāng)灰漿開始凝固時(shí)迅速用力將其塞入孔槽內(nèi)，直至孔壁與灰漿緊密結(jié)合為止，在其外表涂抹保護(hù)層（如：防水砂漿）；②若點(diǎn)漏處的水壓較大且孔洞較大時(shí)則可采取間接堵漏法，即松動(dòng)漏水孔壁周圍的混凝土并在孔周圍鑿出一個(gè)孔洞，其深度根據(jù)漏水情況而定，將導(dǎo)管插入孔中讓漏水能夠沿管道流出，然后利用快凝灰漿將管的四周進(jìn)行緊密封閉，待其凝固后將導(dǎo)管拔出，最后采用與直接堵漏法相同的方法將孔洞封死即可。
（三）縫處滲漏防治措施
1.表面裂縫。對(duì)于寬度較小的裂縫（一般是0.2到0.25mm內(nèi)），常采用封閉處理的辦法[3]。首先為了得到較好的封閉效果，將細(xì)小的裂縫鑿成“V”（寬20-25mm。深15-20mm），盡量保持槽面平整；然后用鋼絲處理槽內(nèi)以及周邊的松脫物品，用高壓空氣吹干凈。為了提高粘結(jié)力，在封閉前，用毛刷蘸上調(diào)配好的補(bǔ)縫專用的清膠，沿“V”形槽均勻涂刷一層清膠；最后在清膠快干的時(shí)候，將配置好的環(huán)氧膠泥封縫并進(jìn)行壓實(shí)抹干（利用環(huán)氧膠泥為例）。
2.壓力灌漿。灌漿法主要是用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體產(chǎn)生一定影響或是防止?jié)B漏混凝土的修補(bǔ)方法。它是憑借一定的壓力，將某種漿液灌至裂縫最底部，達(dá)到恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和防水性[4]。一般適用于裂縫寬度較大的部位。首先應(yīng)將混凝土表面的灰漿、塵土等剔除，將裂縫內(nèi)部處理干凈；然后在裂縫的表面每隔20mm左右的位置粘貼壓漿嘴，原則上“窄密寬稀”，但是每一個(gè)裂縫都應(yīng)該有進(jìn)漿孔和排氣孔。最后，應(yīng)當(dāng)保證能夠承受灌漿壓力、適用的漿液粘結(jié)力強(qiáng)，可灌性較好。在壓漿結(jié)束后，等到漿液固化過后，用環(huán)氧膠泥將壓漿口封閉、抹平，之后再對(duì)壓漿質(zhì)量進(jìn)行檢查。
（四）混凝土塑性坍落引起的裂縫防止措施
需要混凝土配置人員挑選合適的集料配級(jí)，嚴(yán)格的控制水灰比，減水劑的適當(dāng)使用也能起到減少這類情況出現(xiàn)的作用；避免施工中混凝土的漏振和過振，防止混凝土出現(xiàn)泌水的情況；如果發(fā)現(xiàn)有這類情況出現(xiàn)，應(yīng)該趁混凝土沒有凝固的時(shí)候，進(jìn)行重新抹面壓光，讓裂縫重新閉合。
（五）堿-骨科化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫防止措施
防止這類裂縫產(chǎn)生的措施：這類化學(xué)反應(yīng)對(duì)于結(jié)構(gòu)件的影響最為嚴(yán)重，所以這類裂縫應(yīng)該引起注意，在配置混凝土的時(shí)候，控制含堿量水泥和選用高質(zhì)量的骨料，并提高混凝土密實(shí)度和采用較低的水灰比。
（六）渡槽裂縫防止措施。一是，優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)，降低水泥用量購(gòu)進(jìn)P.O52.5級(jí)普通硅酸鹽袋裝水泥（罐裝水泥夏季溫度一般在60℃以上）取代P.O42.5級(jí)普硅酸鹽罐裝水泥。降低水泥溫度和膠凝材料用量，降低混凝土入倉(cāng)溫度，減少水化熱和收縮量；二是，加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，控制混凝土內(nèi)外溫差。混凝土澆筑完成后，覆蓋塑料薄膜和棉氈，撒溫水養(yǎng)護(hù)。澆筑時(shí)在混凝土內(nèi)部和表面埋設(shè)感應(yīng)溫度計(jì)，每4小時(shí)觀測(cè)一次，混凝土內(nèi)外溫差控制在24℃以內(nèi)；三是，延遲拆模時(shí)間。模板與混凝土之間具有粘結(jié)力，模板本身對(duì)混凝土裂縫有一定的約束力。根據(jù)水工混凝土施工規(guī)范，混凝土自身內(nèi)外溫差小于15℃時(shí)即可拆模。淘金河渡槽工程混凝土入倉(cāng)溫度觀測(cè)記錄20℃～22℃，48小時(shí)溫度達(dá)最高56℃。5天后溫度降到34℃左右，當(dāng)時(shí)氣溫為20℃～30℃之間。因此該工程墻體在10天后才進(jìn)行拆模，拆模后及時(shí)噴涂養(yǎng)護(hù)劑，防止水分蒸發(fā)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間28天，其中連續(xù)灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間14天。
四、結(jié)語(yǔ)
由于條件限制，本次研究還存在不足，混凝土產(chǎn)生破壞的原因相當(dāng)復(fù)雜，需要進(jìn)一步去深入研究;對(duì)混凝土防裂縫滲漏的研究工作還只是停留在表面的探索階段，現(xiàn)有的方法造價(jià)較高且都需要時(shí)間的驗(yàn)證，在以后的工程中，仍要不斷創(chuàng)新，研究更經(jīng)濟(jì)合理的混凝土防裂縫滲漏的方法。在膠東調(diào)水工程項(xiàng)目中出現(xiàn)混凝土裂縫滲漏并不是很常見的一種現(xiàn)象，但是一旦出現(xiàn)所造成的損失是不可估量的，絕對(duì)不能忽視其危害性，因滲水可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部鋼筋出現(xiàn)腐蝕，另外還可能會(huì)對(duì)整個(gè)水利工程建筑物的適用壽命以及抗?jié)B能力產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，我們需要對(duì)裂縫滲漏需要引起高度的重視，其次是要詳細(xì)了解其產(chǎn)生的原因以及掌握主要的防治措施，這樣才能及時(shí)、有效的處理混凝土裂縫滲漏事故，從而降低混凝土滲漏所帶來的危害性。
