马建军

(宁夏水利厅固海扬水管理处固扩十一泵站宁夏同心751300)

【摘要】随着混凝土在工程技术中的普遍应用,混凝土在现代工程建设中占有重要地位,同时受北方寒冷气候影响及工程技术措施不当,混凝土工程中的裂缝也较为普遍,使防渗渠道兴建数年内遭到破坏,增加渠道运行成本,影响渠道节水效果。

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关键词 渠道混凝土;裂缝产生分析;预防治理措施

从90年代中后期,水利、农业开发等部门相继投入了一些混凝土防渗渠道等工程,通过改造工程的实施和运行,改善了灌区的用水条件,降低了运行成本,提高灌溉效益和灌溉保证率,使灌区面貌焕然一新。混凝土防渗渠道是农田灌溉工程中普遍采用的节水技术,是提高水的利用率,降低成本的一项重要举措。其主要优点有:缩短灌溉时间,防渗效果好,灌溉系数达0.95以上;耐久性好,使用寿命长;抗冲能力强,流速大;能够缩小渠道断面,节约土地;强度高,便于养护管理,减少管理费用。

随着混凝土在工程技术中的普遍应用,混凝土在现代工程建设中占有重要地位,同时受北方寒冷气候影响及工程技术措施不当,混凝土工程中的裂缝也较为普遍,使防渗渠道兴建数年内遭到破坏,增加渠道运行成本,影响渠道节水效果。本文仅对混凝土防渗渠道裂缝的原因分析及防治措施如下初步探讨。

一、混凝土防渗渠道裂缝产生的原因分析

 1 沉陷裂缝。沉陷裂缝的产生是由于渠基土不实或回填土不实,未能达到规定的容重,或是由于混凝土伸缩缝处理不当造成渠基浸水引发不均匀沉陷。一股情况下,地基变形稳定后,沉陷裂缝基本不再继续。要控制沉陷裂缝的产生,首先要避免地基不均,其次是模板要有足够的强度、刚度,保证支撑点不下沉。混凝土防渗渠道在浇筑过程中地基不能水浸,若在冻土上支撑要特别加固。

2 温度裂缝。温度裂缝多发生在混凝土表面,混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生水化热,从而使混凝土内部温度升高,而混凝土表面因昼夜温差较大,散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成混凝土内外热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,表面收缩的混凝土受内部混凝土的就会产生裂缝,这种裂缝通常只会在混凝土表面较浅的范围内产生。温度裂缝的走向通常无一定规律,混凝土面板上温度裂缝纵横交错,宽度大小不一,受温度变化较为明显,冬季较宽,夏季较窄。

3 干缩裂缝。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果,混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部温度变化较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,就会产生较大的拉应力而产生裂缝。相对温度较低、水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面平行状和网状的浅细裂缝,宽度多在0.05-0.2mm之间。通常会影响混凝土的抗渗性和承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥用量、骨料性质和用量,外加剂用量等有关。

4 蒜胀裂缝。混凝土防渗渠道温度裂缝主要是由于冻涨产生。在北方冬季,渠道防渗混凝土板与渠基土冻结为一个整体,承受冻结力、冻涨力以及本身收缩产生的拉力。当这些应力值大于混凝土板极限应力时,混凝土板体破坏产生裂缝。冻涨裂缝大多出现于渠道坡脚以上1/4-3/4坡长范围内和渠底中部。冬季渠内存水时,一般出现在水面附近的渠坡上。

5 施工冷缝。在施工过程中,由于机械故障,天气变化,或其他突发事件,引起的混凝土浇筑过程不连续而出现施工冷缝。这种缝的产生主要是因为续浇筑与已浇筑前期混凝土的间隔时间太长,甚至出现初凝,对于薄层面板结构,接缝的处理很难达到要求,在混凝土的凝固过程中,混凝土有自收缩的特性,在抗拉应力最薄弱的接缝处裂开,形成冷缝。这种冷缝一般为贯穿陛,走向沿新旧混凝土结合面。

二、混凝土防渗渠道裂缝的预防措施

1 控制沉陷裂缝的产生,主要是确保渠基均匀、密实。应注意以下四方面的问题:一是坑、穴等的处理,必须局部处理;二是渠基土容重,必须达到1.6t/m3;三是回填土的含水量要在正常范围以内。每一种土料,在一定压实功能下,只有在最优含水量范围内,才能获得最大的表观干密度,且压实也较经济;四是混凝土伸缩缝的处理。混凝土防渗渠道出现沉陷裂缝除了渠基质量不好外,本人认为混凝土伸缩缝的漏水是主要的原因,因此必须保证伸缩缝不漏水。

2 控制干缩和温度裂缝的产生,要严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比。实际用水量不能大于混凝土配合比所给定的用水量,同时还应注重混凝土的养护。

3 预防混凝土防渗渠道的冻涨裂缝。我认为可以采取以下三方面预防:一是回避冻涨。从渠系规划布置中注意避开较大冻涨量的自然条件或在冻涨性土区采取工程措施避开冻涨对混凝土防渗渠道工程的作用;二是消减冻涨,可以采取置换法、隔热保温法、化学处理法、压实法、防渗排水法等措施;三是通过优化断面形式等措施增强混凝土防渗渠道抗冻涨能力。

 4 加强渠道日常运行管理和经常性维修养护,确保渠道安全高效运行。严格按渠道设计标准放水,严禁超载带病运行,行水应以设计标准为极限,不可为解一时之急,给工程留下后患。建立经常性的渠道维修保养制度,防患于未然。每个灌季结束后,特别是入冬前和冬灌后,要对渠道进行一次全面检查,及时彻底清理淤积,整修渠堤,确保渠底无杂物、无积水,以免因冻胀破坏渠道。一旦发现局部裂缝、酥碎现象,应及时维修,以防破坏扩大。

三、混凝土防渗渠道裂缝的处理

1 表面修补法。表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于防渗层仍大致平整,无较大错位,裂缝较小的情况的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,

通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

2 灌浆、嵌逢封堵法。灌浆法是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。对于大型渠道裂缝又较大的,可采用填塞与粘贴相结合的方法修复。具体做法如下:①清除缝内、缝壁及缝口两边的泥土、杂物,保持清洁、干燥。②缝壁涂刷冷底子油。③将煤焦油填料或焦油塑料胶泥填入缝内,填压密实,保持表面平整光滑。④填好缝1—2天后,沿缝口两边涂刷5cm宽的过氯乙烯涂料一层,随即沿缝口两边粘贴3-4cm宽玻璃丝布一层、再涂刷涂料一层、粘贴第二层玻璃丝布,最后涂刷一层涂料。在运用此方法中,要注意涂料要涂刷均匀,玻璃丝布要粘平,不能有气泡。

3 混凝土置换法。混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

四、结论

混凝土防渗渠道裂缝非常普遍,不少混凝土的破坏都是从裂缝开始的,严重影响工程质量和渠道的防渗效果。合理的处理裂缝,需要认真了解裂缝的产生时间、产生原因、产生部位,按照受损件的作用和裂缝的破损程度,采用合理的修补法修补裂缝。本文是结合渠道防渗施工工艺和本人多年渠道管理维护工作经验,总结出的针对陕西关中灌区混凝土防渗渠道裂缝预防、处理方法,望广大读者同行给予批评指正。

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