渠道襯砌混凝土裂縫及預(yù)防措施

王建兵

【摘要】渠道襯砌混凝土能夠有效的提高渠水的耐久性和利用率，使渠水的流速提高，達(dá)到防滲節(jié)水的目的。然而由于各種原因，渠道襯砌混凝土容易產(chǎn)生裂縫，造成輸水滲漏。文章對(duì)渠道襯砌混凝土的裂縫及其原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，減少渠道襯砌混凝土裂縫的產(chǎn)生。

【關(guān)鍵詞】渠道襯砌；混凝土裂縫；預(yù)防措施；

在農(nóng)田水利工程中普遍地應(yīng)用到了渠道襯砌混凝土，用以對(duì)輸水流速進(jìn)行提高，并起到防滲節(jié)水的作用。渠道襯砌混凝土具有維修方便、施工便利的特點(diǎn)，然而在使用和施工的過(guò)程中也容易出現(xiàn)裂縫，對(duì)渠道的使用壽命和施工性能造成不良的影響。本文以實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)分析了渠道襯砌混凝土裂縫問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

1.渠道襯砌混凝土裂縫問(wèn)題分析

常見(jiàn)的渠道襯砌混凝土裂縫主要有滲水裂縫、沉降裂縫、溫度裂縫、干縮裂縫，除此之外，如果施工過(guò)程中使用了不合格的原材料也可能會(huì)引起裂縫[1]。

1.1滲水裂縫

形成滲水裂縫的主要原因有設(shè)計(jì)中沒(méi)有達(dá)到相對(duì)的強(qiáng)度要求、施工過(guò)程中沒(méi)有采用密實(shí)度相同的混凝土進(jìn)行澆筑、沒(méi)有科學(xué)地進(jìn)行排水管的預(yù)埋，除此之外不合理的養(yǎng)護(hù)和突然性的降雨也可能會(huì)造成渠道的上層滯水不斷排泄入渠道內(nèi)，渠道內(nèi)密實(shí)度薄弱的部位就會(huì)形成裂縫，發(fā)生滲水，從而造成滲水裂縫。

1.2沉降裂縫

在前期襯砌混凝土澆筑的過(guò)程中，如果基礎(chǔ)土質(zhì)存在松軟、不均的情況，或者由于浸水或不實(shí)的土基等原因都可能造成沉降裂縫的產(chǎn)生沉降裂縫。沉降裂縫會(huì)造成混凝土襯砌的沉陷。沉降裂縫的寬度大多不超過(guò)1毫米，切多為縱貫裂縫。

1.3溫度裂縫

渠道襯砌混凝土施工的主要材料就是混凝土，而混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì)。當(dāng)外界溫度發(fā)生劇烈變化時(shí)，混凝土就會(huì)出現(xiàn)變形現(xiàn)象，從而導(dǎo)致溫度裂縫。如果外界溫度急劇下降，就會(huì)有一定的拉力在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生，而混凝土具有較弱的抗拉強(qiáng)度，從而造成拉張裂縫?；鶎拥牟煌矔?huì)產(chǎn)生對(duì)混凝土不同的約束狀況，過(guò)大的約束會(huì)使混凝土表層更容易出現(xiàn)拉應(yīng)力。拉張裂縫的形成幾率還會(huì)受到混凝土襯砌厚度的影響，過(guò)小的厚度會(huì)增大拉張裂縫形成的幾率。

1.4干縮裂縫

混凝土是一種人工石材，主要是將石、天然砂等骨料和水泥等膠結(jié)材料用水拌合在一起并進(jìn)行澆筑而形成的[2]?；炷猎谟不倪^(guò)程中其水分的蒸發(fā)由內(nèi)而外的，水泥石中的膠結(jié)體逐漸干縮，產(chǎn)生變形。由于模板和基礎(chǔ)對(duì)其進(jìn)行約束，從而產(chǎn)生了拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力達(dá)到一定程度時(shí)就會(huì)出現(xiàn)干縮裂縫。干縮裂縫一般有規(guī)律的走向、寬度較小，為表面裂縫。對(duì)混凝土干縮裂縫產(chǎn)生的影響因素主要有現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)情況、外加劑品種、骨料的級(jí)配和大小、水泥用量和品種、水灰比等。

1.5使用不合格原料造成的裂縫

混凝土的主要原材料有外加劑、拌和水、骨料、砂、水泥等，如果施工過(guò)程中使用了不合理的原料也可能造成裂縫。例如砂石具有過(guò)量的含泥量，就會(huì)造成混凝土的抗?jié)B性和強(qiáng)度降低，在混凝土干到時(shí)出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。如果使用了沙特利過(guò)細(xì)沒(méi)過(guò)差的沙石，則容易出現(xiàn)側(cè)面裂縫。如果使用了含有泥性硅化物質(zhì)的骨料，一旦遇到堿性物質(zhì)，可能會(huì)造成拉應(yīng)力和局部膨脹，造成爆炸狀裂縫。

2.渠道襯砌混凝土裂縫預(yù)防措施

2.1設(shè)計(jì)階段的預(yù)防措施

在渠道設(shè)計(jì)階段要做好混凝土開(kāi)裂的預(yù)防措施。以當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和氣候因素為根據(jù)，合理的設(shè)計(jì)襯砌的分縫、強(qiáng)度、厚度和坡度，為了防止襯砌混凝土裂縫，可以將排水設(shè)施、隔水設(shè)施、防滲設(shè)施設(shè)置在相應(yīng)的位置，并增設(shè)截水溝在渠道低頂?shù)膬蓚?cè)，避免渠道中滲入泉水和雨水而導(dǎo)致砌板開(kāi)裂。

2.2施工階段的預(yù)防措施

①在進(jìn)行渠道開(kāi)挖之前，要做好測(cè)量放樣工作，先將土方中覆蓋草的土壤、植物和細(xì)根須等清除出去，自上而下地進(jìn)行開(kāi)挖，為了方便，施工期間的排水，應(yīng)該形成一定的坡勢(shì)，才能避免積水。

②先將不適合回填的雜土清除出去再進(jìn)行回填，例如含有廢渣、垃圾、雜草、樹(shù)根等，嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行回填土的施工。

③嚴(yán)格控制入場(chǎng)的原材料，避免由于原材料不合格而導(dǎo)致的混凝土裂縫。在材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)要對(duì)其檢驗(yàn)證書(shū)和合格證進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，并且進(jìn)行抽檢和復(fù)檢，確認(rèn)原材料質(zhì)量合格，施工規(guī)范。

④在進(jìn)行混凝土配制時(shí)要對(duì)砂、石子、水泥的用量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并控制塌落度和水灰比，對(duì)計(jì)量裝置進(jìn)行校準(zhǔn)和檢查，檢測(cè)砂石料的含水率，以此為基礎(chǔ)對(duì)配合比進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

⑤在這些混凝土澆筑前要對(duì)基礎(chǔ)和坡面的濕度和平整度進(jìn)行保障，并適當(dāng)濕潤(rùn)模板、坡面和基礎(chǔ)，以免其對(duì)混凝土中的水分進(jìn)行吸收。

⑥在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)要對(duì)振搗時(shí)間進(jìn)行控制，加強(qiáng)振搗，保持均勻振搗，當(dāng)混凝土表面泛漿時(shí)可以停止振搗。在混凝土板處理之后要使抹面次數(shù)增加，這是為了將混凝土內(nèi)部的氣泡、水分和泌水排出。盡量在低溫季節(jié)渠道重要地段的施工以及澆筑工作，使混凝土入倉(cāng)的溫度降低，防止混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生。按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行及時(shí)縫縫，保障接縫深度[3]。

2.3養(yǎng)護(hù)階段的措施

要做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，對(duì)渠道襯砌混凝土的裂縫進(jìn)行有效的預(yù)防。在完成襯砌混凝土的澆筑工作時(shí)，要以施工技術(shù)方案為基礎(chǔ)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。以施工條件為依據(jù)做好灑水養(yǎng)護(hù)，在完成澆筑后的12小時(shí)內(nèi)要覆蓋混凝土，并對(duì)其進(jìn)行保濕。如果混凝土抗?jié)B要求或使用了用緩凝型外加劑則要進(jìn)行至少14天的養(yǎng)護(hù)。要使用同樣的水質(zhì)進(jìn)行混凝土的養(yǎng)護(hù)和拌制，并且將混凝土用塑料布覆蓋起來(lái)，特別是嚴(yán)密地覆蓋敞露的表面，使塑料布內(nèi)一直存在凝結(jié)水。必須等襯砌混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后才能拆模，杜絕在混凝土上堆放其它材料或踩踏混凝土的情況。

3.結(jié)語(yǔ)

有很多原因都會(huì)造成渠道襯砌混凝土的裂縫，一旦出現(xiàn)裂縫則會(huì)對(duì)渠道的使用壽命和施工質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。襯砌混凝土的裂縫為降低渠道的承載能力材料的耐久性，造成渠道的輸水滲漏。因此必須認(rèn)真分析裂縫產(chǎn)生的原因，并制定相應(yīng)的預(yù)防性措施，防患于未然，從源頭上消除產(chǎn)生混凝土裂縫的各種因素，保障渠道襯砌混凝土的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周宜紅，宮經(jīng)偉，黃耀英，諶東升. 泄洪洞襯砌混凝土施工期光纖測(cè)溫現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)[J]. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2013（07）

[2] 卿光輝，魏軍霞. 北疆渠道機(jī)械化襯砌混凝土裂縫成因分析與對(duì)策[J]. 人民長(zhǎng)江. 2012（S1）

[3] 顏錦凱，聶慶華，段亞輝. 某水電站泄洪洞無(wú)壓段襯砌混凝土施工期溫控監(jiān)測(cè)分析[J]. 水電能源科學(xué). 2013（08）