水利水電工程施工中混凝土裂縫的防治

張 強

（山西省水利建筑工程局有限公司山西太原030006）

1 水利水電工程施工中混凝土裂縫帶來的危害及原因

1）混凝土裂縫帶來的危害

水利水電工程施工過程中水壓過大時會導(dǎo)致裂縫發(fā)生并會擴大裂縫范圍。從相關(guān)調(diào)查中不難發(fā)現(xiàn)，當水利水電工程中有裂縫現(xiàn)象時會給整體結(jié)構(gòu)帶來破壞。出現(xiàn)裂縫時水泥與二氧化碳會產(chǎn)生化學反應(yīng)，出現(xiàn)碳化現(xiàn)象。且在潮濕的環(huán)境下會導(dǎo)致化學反應(yīng)，致使鋼筋造成破壞。

2）混凝土裂縫的主要原因

混凝土裂縫原因主要有：混凝土收縮現(xiàn)象所導(dǎo)致的裂縫、因溫度原因所導(dǎo)致的裂縫、因材料質(zhì)量所導(dǎo)致的裂縫、因養(yǎng)護不當所導(dǎo)致的裂縫[1]。

2 水利水電工程中大體積混凝土裂縫防治對策

現(xiàn)以八泉峽供水工程為例，敘述混凝土裂縫防治的對策。

2.1 八泉峽供水工程概況

八泉峽水庫位于山西省長治市壺關(guān)縣橋上鄉(xiāng)橋上村上游約4 km 的八道水河上，工程主要由混凝土重力壩、泄洪排沙底孔、引水系統(tǒng)等建筑物組成。大壩壩頂高程891.6 m，最大壩高67.6 m，壩頂長66.54 m，寬5 m（見圖1）。大壩建成后，可確保下游人民防洪安全，促進景區(qū)旅游開發(fā)，提高太行山大峽谷旅游區(qū)收入，同時，通過已建成輸水管線向沿線村莊及縣城人民提供供水。屆時，增強了其經(jīng)濟效益和社會效益。

圖1 八泉峽大壩主體效果圖

2.2 大體積混凝土防止裂縫措施

裂縫對混凝土建筑物的整體性、耐久性和安全性影響極大，如何防止混凝土裂縫，混凝土的溫控措施尤為重要。八泉峽水庫大壩為重力式混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土澆筑方量大，澆筑高峰期處于夏季和冬季，為防止混凝土裂縫該工程采取了一系列措施。

2.2.1 控制混凝土配合比

混凝土材料中的原材料主要包括水泥、砂石、骨料、水及膨脹劑等。在進行混凝土配合比設(shè)計時想要有效避免裂縫現(xiàn)象應(yīng)確?；炷列阅芸梢耘c現(xiàn)場施工相適應(yīng)，在保證施工要求的混凝土各項指標合理前提下，采用常態(tài)混凝土或低流態(tài)混凝土；改善骨料級配，摻入粉煤灰和高效減水劑，從而減少混凝土中的水泥用量，延長混凝土初凝時間；通過摻入摻和料來降低水泥使用量，提升混凝土和易性，在混凝土施工過程中可以避免水泥水化熱所帶來的影響。

2.2.2 降低混凝土的入倉溫度

主要從以下兩個方面進行：

1）降低混凝土出機口溫度

（1）骨料溫度降低

高溫季節(jié)時，粗細骨料場搭設(shè)遮陽棚，保證骨料不直接曝曬，并在料場周邊安裝噴水噴霧裝置，必要時進行噴水霧降溫。

（2）用于拌合混凝土的水盡量采用冷水，必要時采用加冰或加冰水拌合。

2）減少運輸澆筑過程中溫度回升

（1）防陽隔熱設(shè)施，運輸混凝土的汽車側(cè)壁要隔熱、車輛頂部加裝遮陽棚；合理組織施工，避免車輛多次轉(zhuǎn)運。

（2）必要時在混凝土倉面設(shè)置冷卻水管，通過倉面預(yù)埋冷卻管確保內(nèi)部混凝土溫度不會急劇上升。

（3）調(diào)整澆筑時段，根據(jù)施工整體安排，混凝土澆筑選擇在低溫季節(jié)、低溫時段澆筑時間。

2.2.3 澆筑順序及及溫度監(jiān)測合理化

該工程壩體混凝土劃分四個壩段，混凝土澆筑時采用跳倉澆筑的方法（見圖2），先澆筑右岸擋水壩段，再澆筑左岸溢流壩段，然后澆筑右岸溢流壩段，最后澆筑左岸擋水壩段；為充分利用澆筑層頂面散熱的有利因素，每個壩段混凝土上下層澆筑的間隔時間不小于5 天，四個壩段之間澆筑時間間隔大于3 天。

圖2 混凝土跳倉澆筑澆筑示意圖（單位：m）

2.2.4 做好混凝土保溫措施1）基本要求

（1）當室外連續(xù)五天日平均氣溫低于5℃或日最低氣溫降低到-3℃時，采取草袋或棉被等保溫材料覆蓋防護。

（2）每天安排專人密切關(guān)注天氣預(yù)報，防止遭受寒流、風雪、霜凍等影響。

（3）做好溫度監(jiān)測和記錄。

①混凝土施工期每個班進行2 次外界溫度的測量；

②混凝土施工期每個班進行6 次水溫和骨料溫度的測量；

③混凝土施工期每個班進行5～7 次混凝土出機溫度和澆筑溫度的測量；

④混凝土澆筑后5 天內(nèi)，進行養(yǎng)護溫度的測量。

（4）砂石骨料在進入低溫季節(jié)前儲備足夠，低溫季節(jié)來臨時，用棉被或其它保溫材料進行覆蓋，防止冰雪凍結(jié)。

（5）在冬季施工混凝土中的水泥用量不少于300 kg，水灰比不大于0.6，并加入早強劑。必要時根據(jù)氣溫情況來確定是否摻加防凍劑。

（6）嚴格控制混凝土坍落度，加入高效減水劑，減少混凝土中的用水量，來防止冬季帶來的冰凍影響。

2）低溫季節(jié)混凝土的拌制

（1）低溫季節(jié)混凝土拌制時的用水，采取鍋爐加熱，并延長攪拌時間。

（2）低溫季節(jié)來臨時，根據(jù)氣溫及實驗來確定防凍劑及早強劑的摻量。

（3）骨料利用低溫季節(jié)前儲備篩洗好的的成品料。

（4）根據(jù)現(xiàn)場骨料及外加劑情況，臨時調(diào)整施工配合比中的用水量，從而控制混凝土水灰比。

（5）混凝土拌合物的出機口溫度不宜低于10℃，入倉溫度不得低于5℃。

另外，混凝土入倉后在混凝土表面履蓋草袋或棉被進行保溫。

2.2.5 充分做好混混凝土養(yǎng)護工作

想保證工程施工質(zhì)量應(yīng)充分做好混凝土構(gòu)件養(yǎng)護工作，也就是混凝土澆筑作業(yè)結(jié)束后應(yīng)根據(jù)實際情況完成混凝土構(gòu)件養(yǎng)護，從而保證混凝土結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性及安全性。水利工程混凝土施工中水熱化問題是比較常見的，假如沒有處理好水熱化問題就會增加混凝土裂縫發(fā)生率?；炷琉B(yǎng)護常用養(yǎng)護方法有自然養(yǎng)護法、保溫養(yǎng)護法或灑水保濕養(yǎng)護法等，該工程采用灑水保濕養(yǎng)護法，混凝土澆筑完畢待初凝時進行灑水并塑料薄膜覆蓋，混凝土澆筑后14 天內(nèi)，加強觀測其養(yǎng)護溫度。

3 混凝土裂縫出現(xiàn)后的處理

工程出現(xiàn)混凝土裂縫時相關(guān)施工人員應(yīng)及時對產(chǎn)生裂縫的原因進行分析并進行積極處理，避免裂縫問題給后續(xù)施工所帶來的影響。工程施工人員發(fā)現(xiàn)混凝土裂縫后應(yīng)進行觀察，并對裂縫裂性、大小及發(fā)展等進分析，從而合理選擇混凝土裂縫處理方式。在進行混凝土裂縫處理工作時施工人員應(yīng)對處理流程進行規(guī)范（見圖3）?？偟膩碚f，當工程出現(xiàn)混凝土裂縫時應(yīng)嚴格按照流程對裂縫進行修復(fù)并保證修復(fù)效果?；A(chǔ)處理是裂縫處理的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，若處理不當會給混凝土裂縫處理效果帶來不利的影響。所以在處理混凝土裂縫時施工人員應(yīng)認識到基礎(chǔ)處理環(huán)節(jié)的重要性，保證修復(fù)效果。完成混凝土裂縫基礎(chǔ)修復(fù)工作后施工人員應(yīng)對裂縫進行及時處理，可以采用土樁、耐火噴漆或砂漿涂抹等方式，并對混凝土表面進行抹平處理，保證處理效果可以達到相關(guān)標準。

圖3 混凝土裂縫處理流程

4 結(jié)語

近些年來我國加大了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度，因此水利水電工程也得到更多關(guān)注，其與人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活有著直接的聯(lián)系。但是水利水電工程施工過程中混凝土裂縫現(xiàn)象比較常見，因此相關(guān)人員應(yīng)對導(dǎo)致混凝土裂縫原因進行分析并進行積極管控，降低水利水電工程裂縫問題發(fā)生率，提升水利水電工程混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，從而促進水利水電工程行業(yè)快速發(fā)展[2]。