【摘要】：本文結合近年來的一些經驗以及貴州山區(qū)地區(qū)的一些水利工程渠道襯砌混凝土的施工實踐，從水利渠道襯砌混凝土裂縫的危害、分類、成因及預防等方面進行了分析，總結了混凝土襯砌、養(yǎng)護等方面的裂縫預防及處理措施要點，為相關工作者提供理論參考。
【關鍵詞】：水利渠道;襯砌混凝土;裂縫成因;質量控制;預防措施
中圖分類號： TV91 文獻標識碼： A 文章編號：
隨著經濟的不斷發(fā)展，我國水利設施建設逐漸完善，然而在渠道襯砌混凝土施工中,普遍容易產生裂縫,尤其在斜坡上,造成輸水滲漏甚至工程破壞。由于裂縫產生的原因復雜，涉及學科多，因此，渠道襯砌混凝土裂縫處理措施是一個相當普遍性的技術難題。這需要廣大科技工作者與工程技術人員攜手努力，長期探索。文章結合近年的工作實踐，對渠道襯砌混凝土裂縫產生的原因、危害及預防處理措施進行了如下分析，供同行參考之用。
1. 混凝土裂縫的分類
根據(jù)深度、范圍和原因的不同，襯砌混凝土板產生的裂縫可分為表層裂縫、塑性裂縫和貫穿裂縫。表層裂縫產生在混凝土板表面，裂縫長度一般不超過10cm，深度不超過3mm，紋理細碎，形狀不規(guī)則，如雞爪狀或龜背狀，一般只見裂紋，看不見明顯的縫隙。塑性裂縫深3～6mm，長1～3m，在一塊混凝土板上有一道至數(shù)道，走向基本平行。貫穿裂縫是指裂縫將混凝土板全部切穿，貫穿整塊甚至數(shù)塊混凝土板，長度達數(shù)米至數(shù)十米，走向連續(xù)規(guī)則。
2.襯砌混凝土裂縫的危害
表層裂縫基本不影響混凝土強度及工程使用。塑性裂縫危害較小，在初期不影響工程的運用，但如不及時處理會發(fā)展成貫穿裂縫。貫穿裂縫會對工程造成很大的危害。渠道輸水時水沿著裂縫滲入到混凝土板下，使基礎的含水量提高乃至飽和，由于混凝土板的覆蓋，這些水分難以蒸發(fā)而存留在土壤中。在寒冷地區(qū)，如密云水庫上游，極端最低氣溫為－35.3℃，到冬季時飽含水分的土壤受凍膨脹變形，對工程產生破壞。形式有三種：一是加大破壞范圍，基礎膨脹使混凝土板裂縫加寬延長，來年灌溉時水侵入到更大的范圍內，形成惡性循環(huán)；二是加重破壞程度，基礎變形使混凝土板產生錯茬，致使灌溉時同一范圍內進入更多的水量，冬季時凍脹加劇，造成混凝土板沿裂縫鼓起、 錯位甚至翹起；三是水沿裂縫鉆入混凝土板下產生滲流，把基礎沖刷掏空或沿著獸洞蟻穴滲流到堤外，嚴重時造成潰堤。
3.裂縫產生的原因
混凝土板產生裂縫的原因是多方面的，經觀察研究，主要原因如下。3.1表層裂縫產生的原因。
①混凝土壓面次數(shù)不足或壓面不及時；②抹面時因表面干澀加水或因混凝土稀薄灑干水泥；③施工人員為了攪拌或抹面方便在混凝土拌和時隨意加水，造成水灰比偏大，混凝土凝固時產生收縮裂縫；④養(yǎng)護不及時，形成干縮裂縫。
3.2塑性裂縫產生的原因
①工期延誤造成冬季施工，遇到急劇降溫時尚未凝固的混凝土板收縮產生裂縫；②夏季天氣炎熱，遇大風天氣表層水分損失過快；③基礎干燥使混凝土失水；④漏振或振搗不密。這種裂縫發(fā)生時間較早，中間寬兩頭細，位置集中，深度為1～3cm，長度一般不超過10cm。
3.3貫穿裂縫產生的原因
①單塊混凝土板設計長度偏大。許多長度為6m的混凝土板在中間產生了垂直裂縫，形狀規(guī)則，呈直線狀。②基礎原因。這種原因產生的裂縫比例最大，裂縫長度從數(shù)米至數(shù)十米，往往伴有混凝土板表面錯茬。具體又分為幾種情況：一是地質勘察不細致，個別渠堤段以前為坑溏、洞穴，勘測時雖已回填但基礎軟弱；二是施工單位為降低成本，開挖基礎時用機械一次開挖到位而沒有預留保護層，造成部分基礎超挖；三是回填土不密實；四是設臨時車道的部位由于車輛通行造成過壓；五是降雨后施工單位為搶工期，基礎沒有晾干就澆筑底板，覆蓋在下面的水分到冬季時凍脹使混凝土板折裂，這種裂縫多產生在渠底混凝土板中間。 ③外來降水。一些基礎處理和混凝土施工質量都很好的混凝土板也產生了裂縫，經勘察發(fā)現(xiàn)是自然降水侵入到混凝土板下造成的。一種情況渠道兩側是高出渠頂數(shù)米的土坡丘陵，雨水或雪水沿浸潤線侵入到混凝土板下，另一種是渠頂混凝土板邊沿回填土不密實或渠頂高程低于混凝土板，致使自然降水沿著混凝土板與基礎的接合面侵入，侵入的水分到冬季產生凍脹把混凝土板拱裂。④對與渠道交叉的外來水源如天然泉眼、村莊污水等沒采取處理措施，這些水源借部分渠段四季穿流，冬季凍脹造成混凝土板折裂、翹起、交錯。
4.混凝土板裂縫預防
對混凝土板裂縫的治理重在預防，主要有幾個方面。
4.1設計方面。
設計改進成本最小，效果最好。①根據(jù)當?shù)貧夂虻刭|等因素合理確定單塊混凝土板的尺寸。經實踐，長度為3m 的混凝土板中間沒再發(fā)生垂直裂縫。②將渠道斷面由梯形改為U形，并在每塊混凝土板下垂直水流方向增設上口寬 20cm、 下口寬12cm、深12cm的梯形肋梁兩道，改善混凝土板受力結構。③渠底增設縱向切割縫，用熱瀝青封灌。④在泉水或污水與渠道相交的渠段設計過水管等跨越設施，借渠道穿流的渠段可將混凝土板襯砌改為漿砌石襯砌。
4.2施工方面。
施工是保證質量的關鍵，施工時應注意以下問題：①做好施工安排，避免冬季施工；在氣溫驟降時采取保溫保濕措施，也可用電抹子抹面，以縮短抹面時間。②晾曬時間過長的基礎在澆筑混凝土前灑水濕潤。 ③基礎回填要均勻密實，臨時車道過壓部位應拆除重新回填。④混凝土攪拌時嚴格控制水灰比，運輸時防止離析，澆筑派專職質檢員控制振搗、抹面質量。⑤雨季施工采取排水措施，雨后等基槽徹底晾干后再施以下道工序。⑥發(fā)現(xiàn)軟弱地基及時向監(jiān)理和設計部門匯報，對基礎進行處理后再施工。⑦混凝土凝固后及時養(yǎng)護。由于渠道襯砌混凝土面積大線路長，容易受風吹雨淋、人員踐踏等因素影響，因此不宜采取灑水或噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護，可采用覆蓋塑料薄膜的辦法，覆蓋時注意要嚴密，并用土將薄膜壓實。
4.3運行管理方面。
運行管理單位及時發(fā)現(xiàn)問題，可以將損失減小到最低程度。①經常巡視檢查，發(fā)現(xiàn)裂縫及時處理，防止裂縫發(fā)展擴大甚至發(fā)生沖刷掏空現(xiàn)象，造成維修成本增加。②每次灌溉完畢后和冬季來臨前提閘放空渠道內積水。
5.渠道裂縫處理及預防措施
表層裂縫一般不需處理，塑性裂縫和貫穿裂縫必須及時處理，處理時分析產生的原因，根據(jù)破壞程度采取相應的措施，常用的處理措施如灌漿、結構補強、仿生自愈等方法因施工工藝復雜、難度大、成本高而不適合渠道襯砌裂縫的處理。根據(jù)混凝土板截面薄、裂縫受基礎影響大的特點，經實踐總結出以下幾種簡單實用經濟的處理方案：未貫穿的塑性裂縫，可采用局部處理的辦法，劃出裂縫范圍予以鑿除，重新澆筑混凝土面層。由基礎原因引起的裂縫必須對基礎進行處理，否則即便澆筑了新的混凝土面層，混凝土板以后仍會發(fā)生破壞。處理時拆除混凝土板及原基礎，對含水量高的土壤進行晾曬，保證基礎回填均勻密實后重新澆筑混凝土板。
非基礎原因形成的裂縫，可采用人工用鋼釬沿著裂縫在其兩側鑿出寬20~30cm的帶狀溝槽，將接合面清理干凈，按照原配比澆筑混凝土，水泥采用原配比水泥品種。為防止新澆混凝土自然收縮而產生新的裂縫，施工時摻入適量的膨脹水泥，摻入比例參考使用說明書，如為了外表美觀，可摻入20%的白水泥。
其他措施：渠頂回填土不密實或渠頂高程達不到設計要求的，重新回填至設計要求；雨雪水沿浸潤線侵入混凝土板下基礎的，在混凝土板上沿外側開挖截水溝，使自然降水沿截水溝排出。
6.結語
水利渠道等設施的混凝土面板產生裂縫的現(xiàn)象是較為普遍的，裂縫的成因也較復雜，但是經過因地制宜改進設計，加強施工管理，混凝土襯砌裂縫是可以預防的。以上的處理措施經實踐證明行之有效。
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