南水北調(diào)中線干線工程渠道襯砌混凝土裂縫預(yù)防及養(yǎng)護施工措施

周洪彥

【摘要】針對南水北調(diào)中線干線工程渠道襯砌混凝土面板較薄，在機械化襯砌或人工襯砌施工過程中，襯砌面板易產(chǎn)生裂縫，施工質(zhì)量難以控制的問題，提出了常見的裂縫類型和預(yù)防措施，以及養(yǎng)護施工措施。

【關(guān)鍵詞】渠道襯砌；裂縫預(yù)防；養(yǎng)護施工

南水北調(diào)中線干線渠道工程的混凝土面板，采用機械化襯砌或人工襯砌，施工過程中產(chǎn)生了不同程度的裂縫。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，這樣就降低混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響渠道外觀、使用壽命，混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多，有變形引起的裂縫：如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫；有機械設(shè)備在施工過程中引起的裂縫；有養(yǎng)護環(huán)境不當引起的裂縫等等。根據(jù)實際情況，在施工過程中分析裂縫產(chǎn)生的原因來采取預(yù)防及處理。

一、 渠道機械化襯砌混凝土工程中常見的裂縫及預(yù)防

1.干縮裂縫及預(yù)防

干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護結(jié)束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮，且這種收縮是不可逆的。裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果：混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，裂縫越易產(chǎn)生。裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細裂縫，寬度多在0. 05～0. 2mm之間，裂縫通常會影響混凝土的抗?jié)B性及外觀?；炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。

主要預(yù)防措施：（1）選用收縮量較小及安定性穩(wěn)定的水泥，一般采用中低熱及強度較高水泥和粉煤灰水泥。（2）混凝土的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大，干縮越大，因此在混凝土配合比中應(yīng)盡量控制好水灰比的選用，同時摻加合適的減水劑。（3）嚴格控制混凝土施工中的配合比、坍落度、機械滑模的行走速度、提漿機提漿、抹面時間。（4）加強混凝土的早期養(yǎng)護，并適當延長其養(yǎng)護時間。（5）嚴格按照設(shè)計要求切割收縮縫（混凝土強度在5Mpa左右為最佳）。

2.溫度裂縫及預(yù)防

中線工程溫度裂縫多發(fā)生在混凝土澆筑后，在硬化過程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，由于晝夜溫差較大，很容易造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力（實踐證明當混凝土本身溫差達到25℃、26℃時，混凝土內(nèi)便會產(chǎn)生大致在5MPa左右的拉應(yīng)力）。當拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。

主要預(yù)防措施：（l）改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，降低水化熱。 （2）在氣溫較高時，采取一些辦法（在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時間。）來降低混凝土的入倉溫度。（3）加強混凝土養(yǎng)護，及時用濕潤的草簾、無紡布等覆蓋，適當延長養(yǎng)護時間。

二、養(yǎng)護施工措施

襯砌混凝土屬薄板結(jié)構(gòu)，抗裂要求較高，必須加強養(yǎng)護措施。

1.常溫天氣施工

襯砌混凝土保證濕潤養(yǎng)護不少于28天?；炷琉B(yǎng)護設(shè)專人負責，并作好養(yǎng)護記錄。抹面完成后應(yīng)及時采用土工布加塑料薄膜（一布一膜）進行浸濕后覆蓋養(yǎng)護。干熱風天氣施工時，宜采用噴霧器不間斷噴霧，保持土工布處于濕潤狀態(tài)，改善混凝土施工部位環(huán)境濕度。

2.特殊天氣施工

在混凝土澆筑季節(jié)，認真收聽天氣預(yù)報，及時了解天氣變化，結(jié)合分析整理的氣象資料，制定混凝土施工應(yīng)急預(yù)案，報監(jiān)理單位批準。在施工中如果遇到特殊氣候，立即啟動應(yīng)急預(yù)案，采取應(yīng)急措施，保證襯砌混凝土施工質(zhì)量。

2.1 風天施工

采取必要的防范措施，防止塑性收縮裂縫產(chǎn)生。適當調(diào)整混凝土出機口的坍落度。正在襯砌的作業(yè)面及時收面并立即養(yǎng)護，對已經(jīng)襯砌完成并出面的澆筑段及時采取覆蓋塑料布等養(yǎng)護措施。

2.2 雨天施工

雨季施工要收集氣象資料，并制定雨季雨天襯砌施工應(yīng)急預(yù)案。砂石料場做好排水通道，運輸工具增加防雨及防滑措施，澆筑倉面準備防雨覆蓋材料，以備突發(fā)陣雨時遮蓋混凝土表面。當澆筑期間降雨時，啟動應(yīng)急預(yù)案，澆筑倉面搭棚遮擋防雨水沖刷。降雨停止后必須清除倉面積水，不應(yīng)帶水抹面壓光作業(yè)。降雨過后若襯砌混凝土尚未初凝，對混凝土表面進行適當?shù)奶幚砗蟛拍芾^續(xù)施工；否則應(yīng)按施工縫處理。雨后繼續(xù)施工，需重新檢測骨料含水率，并適時調(diào)整混凝土配合比中加水量。

2.3 高溫季節(jié)施工

日最高氣溫超過30℃時，宜選擇在早晨、傍晚或夜間施工，并采用添加緩凝劑、控制水溫等相應(yīng)措施保證入倉混凝土溫度不超過28℃；當現(xiàn)場氣溫超過35℃時，應(yīng)停止施工。加強混凝土出機口和入倉混凝土的溫度檢測頻率，并應(yīng)有專門記錄。高溫季節(jié)施工可增加骨料堆高，骨料場搭設(shè)防曬遮陽棚、骨料表面灑水降溫等措施降低混凝土原材料的溫度，并合理安排澆筑時間、采用加冰或加冰水拌和、對骨料進行預(yù)冷、摻加高效緩凝減水劑等方法降低混凝土的入倉溫度。混凝土運輸罐車采取防曬措施、混凝土輸送帶搭建防曬棚等措施降低入倉溫度。

2.4 冬季低溫季節(jié)施工

冬季施工過程中，襯砌面板混凝土質(zhì)量控制的重點就是溫度控制，溫度過低將影響混凝土強度的提升，且受凍后混凝土通水期間易發(fā)生凍融破壞，為此須在施工過程中采取措施對混凝土溫度有效控制。

低溫季節(jié)施工可增加骨料堆高和覆蓋保溫方式，摻加防凍劑、架立鍋爐加熱水拌和混凝土。拌和水溫不超過60℃，當超過60℃時，改變拌和加料順序，將骨料與水先拌和，然后加入水泥拌和，以免水泥假凝。在混凝土拌和前，用熱水沖洗拌和機，并將積水或冰水排除，使拌和機體處于正溫狀態(tài)。混凝土拌和時間比常溫季節(jié)適當延長20～25%。對混凝土運輸車車罐采取保溫措施，在混凝土運輸車輛外覆蓋保溫被隔絕外界氣溫，盡量縮短混凝土運輸時間。對襯砌成型的混凝土及時覆蓋保溫養(yǎng)護，必要時采用蓄熱法保溫。

三、結(jié)語

混凝土施工質(zhì)量控制重點是澆筑期間及養(yǎng)護期的溫度控制。只有每個工序均合格，才能有效的保證襯砌面板的施工質(zhì)量，預(yù)防混凝土裂縫的發(fā)生。

參考文獻：

[1]南水北調(diào)中線干線工程渠道混凝土襯砌施工操作指南（試行）

[2]渠道混凝土襯砌機械化施工技術(shù)規(guī)程（NSBD-2006）