【摘要】：本文结合近年来的一些经验以及贵州山区地区的一些水利工程渠道衬砌混凝土的施工实践，从水利渠道衬砌混凝土裂缝的危害、分类、成因及预防等方面进行了分析，总结了混凝土衬砌、养护等方面的裂缝预防及处理措施要点，为相关工作者提供理论参考。
【关键词】：水利渠道;衬砌混凝土;裂缝成因;质量控制;预防措施
中图分类号： TV91 文献标识码： A 文章编号：
随着经济的不断发展，我国水利设施建设逐渐完善，然而在渠道衬砌混凝土施工中,普遍容易产生裂缝,尤其在斜坡上,造成输水渗漏甚至工程破坏。由于裂缝产生的原因复杂，涉及学科多，因此，渠道衬砌混凝土裂缝处理措施是一个相当普遍性的技术难题。这需要广大科技工作者与工程技术人员携手努力，长期探索。文章结合近年的工作实践，对渠道衬砌混凝土裂缝产生的原因、危害及预防处理措施进行了如下分析，供同行参考之用。
1. 混凝土裂缝的分类
根据深度、范围和原因的不同，衬砌混凝土板产生的裂缝可分为表层裂缝、塑性裂缝和贯穿裂缝。表层裂缝产生在混凝土板表面，裂缝长度一般不超过10cm，深度不超过3mm，纹理细碎，形状不规则，如鸡爪状或龟背状，一般只见裂纹，看不见明显的缝隙。塑性裂缝深3～6mm，长1～3m，在一块混凝土板上有一道至数道，走向基本平行。贯穿裂缝是指裂缝将混凝土板全部切穿，贯穿整块甚至数块混凝土板，长度达数米至数十米，走向连续规则。
2.衬砌混凝土裂缝的危害
表层裂缝基本不影响混凝土强度及工程使用。塑性裂缝危害较小，在初期不影响工程的运用，但如不及时处理会发展成贯穿裂缝。贯穿裂缝会对工程造成很大的危害。渠道输水时水沿着裂缝渗入到混凝土板下，使基础的含水量提高乃至饱和，由于混凝土板的覆盖，这些水分难以蒸发而存留在土壤中。在寒冷地区，如密云水库上游，极端最低气温为－35.3℃，到冬季时饱含水分的土壤受冻膨胀变形，对工程产生破坏。形式有三种：一是加大破坏范围，基础膨胀使混凝土板裂缝加宽延长，来年灌溉时水侵入到更大的范围内，形成恶性循环；二是加重破坏程度，基础变形使混凝土板产生错茬，致使灌溉时同一范围内进入更多的水量，冬季时冻胀加剧，造成混凝土板沿裂缝鼓起、 错位甚至翘起；三是水沿裂缝钻入混凝土板下产生渗流，把基础冲刷掏空或沿着兽洞蚁穴渗流到堤外，严重时造成溃堤。
3.裂缝产生的原因
混凝土板产生裂缝的原因是多方面的，经观察研究，主要原因如下。3.1表层裂缝产生的原因。
①混凝土压面次数不足或压面不及时；②抹面时因表面干涩加水或因混凝土稀薄洒干水泥；③施工人员为了搅拌或抹面方便在混凝土拌和时随意加水，造成水灰比偏大，混凝土凝固时产生收缩裂缝；④养护不及时，形成干缩裂缝。
3.2塑性裂缝产生的原因
①工期延误造成冬季施工，遇到急剧降温时尚未凝固的混凝土板收缩产生裂缝；②夏季天气炎热，遇大风天气表层水分损失过快；③基础干燥使混凝土失水；④漏振或振捣不密。这种裂缝发生时间较早，中间宽两头细，位置集中，深度为1～3cm，长度一般不超过10cm。
3.3贯穿裂缝产生的原因
①单块混凝土板设计长度偏大。许多长度为6m的混凝土板在中间产生了垂直裂缝，形状规则，呈直线状。②基础原因。这种原因产生的裂缝比例最大，裂缝长度从数米至数十米，往往伴有混凝土板表面错茬。具体又分为几种情况：一是地质勘察不细致，个别渠堤段以前为坑溏、洞穴，勘测时虽已回填但基础软弱；二是施工单位为降低成本，开挖基础时用机械一次开挖到位而没有预留保护层，造成部分基础超挖；三是回填土不密实；四是设临时车道的部位由于车辆通行造成过压；五是降雨后施工单位为抢工期，基础没有晾干就浇筑底板，覆盖在下面的水分到冬季时冻胀使混凝土板折裂，这种裂缝多产生在渠底混凝土板中间。 ③外来降水。一些基础处理和混凝土施工质量都很好的混凝土板也产生了裂缝，经勘察发现是自然降水侵入到混凝土板下造成的。一种情况渠道两侧是高出渠顶数米的土坡丘陵，雨水或雪水沿浸润线侵入到混凝土板下，另一种是渠顶混凝土板边沿回填土不密实或渠顶高程低于混凝土板，致使自然降水沿着混凝土板与基础的接合面侵入，侵入的水分到冬季产生冻胀把混凝土板拱裂。④对与渠道交叉的外来水源如天然泉眼、村庄污水等没采取处理措施，这些水源借部分渠段四季穿流，冬季冻胀造成混凝土板折裂、翘起、交错。
4.混凝土板裂缝预防
对混凝土板裂缝的治理重在预防，主要有几个方面。
4.1设计方面。
设计改进成本最小，效果最好。①根据当地气候地质等因素合理确定单块混凝土板的尺寸。经实践，长度为3m 的混凝土板中间没再发生垂直裂缝。②将渠道断面由梯形改为U形，并在每块混凝土板下垂直水流方向增设上口宽 20cm、 下口宽12cm、深12cm的梯形肋梁两道，改善混凝土板受力结构。③渠底增设纵向切割缝，用热沥青封灌。④在泉水或污水与渠道相交的渠段设计过水管等跨越设施，借渠道穿流的渠段可将混凝土板衬砌改为浆砌石衬砌。
4.2施工方面。
施工是保证质量的关键，施工时应注意以下问题：①做好施工安排，避免冬季施工；在气温骤降时采取保温保湿措施，也可用电抹子抹面，以缩短抹面时间。②晾晒时间过长的基础在浇筑混凝土前洒水湿润。 ③基础回填要均匀密实，临时车道过压部位应拆除重新回填。④混凝土搅拌时严格控制水灰比，运输时防止离析，浇筑派专职质检员控制振捣、抹面质量。⑤雨季施工采取排水措施，雨后等基槽彻底晾干后再施以下道工序。⑥发现软弱地基及时向监理和设计部门汇报，对基础进行处理后再施工。⑦混凝土凝固后及时养护。由于渠道衬砌混凝土面积大线路长，容易受风吹雨淋、人员践踏等因素影响，因此不宜采取洒水或喷养护剂养护，可采用覆盖塑料薄膜的办法，覆盖时注意要严密，并用土将薄膜压实。
4.3运行管理方面。
运行管理单位及时发现问题，可以将损失减小到最低程度。①经常巡视检查，发现裂缝及时处理，防止裂缝发展扩大甚至发生冲刷掏空现象，造成维修成本增加。②每次灌溉完毕后和冬季来临前提闸放空渠道内积水。
5.渠道裂缝处理及预防措施
表层裂缝一般不需处理，塑性裂缝和贯穿裂缝必须及时处理，处理时分析产生的原因，根据破坏程度采取相应的措施，常用的处理措施如灌浆、结构补强、仿生自愈等方法因施工工艺复杂、难度大、成本高而不适合渠道衬砌裂缝的处理。根据混凝土板截面薄、裂缝受基础影响大的特点，经实践总结出以下几种简单实用经济的处理方案：未贯穿的塑性裂缝，可采用局部处理的办法，划出裂缝范围予以凿除，重新浇筑混凝土面层。由基础原因引起的裂缝必须对基础进行处理，否则即便浇筑了新的混凝土面层，混凝土板以后仍会发生破坏。处理时拆除混凝土板及原基础，对含水量高的土壤进行晾晒，保证基础回填均匀密实后重新浇筑混凝土板。
非基础原因形成的裂缝，可采用人工用钢钎沿着裂缝在其两侧凿出宽20~30cm的带状沟槽，将接合面清理干净，按照原配比浇筑混凝土，水泥采用原配比水泥品种。为防止新浇混凝土自然收缩而产生新的裂缝，施工时掺入适量的膨胀水泥，掺入比例参考使用说明书，如为了外表美观，可掺入20%的白水泥。
其他措施：渠顶回填土不密实或渠顶高程达不到设计要求的，重新回填至设计要求；雨雪水沿浸润线侵入混凝土板下基础的，在混凝土板上沿外侧开挖截水沟，使自然降水沿截水沟排出。
6.结语
水利渠道等设施的混凝土面板产生裂缝的现象是较为普遍的，裂缝的成因也较复杂，但是经过因地制宜改进设计，加强施工管理，混凝土衬砌裂缝是可以预防的。以上的处理措施经实践证明行之有效。
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