摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的现代化建设的发展也日新月异。南水北调渠道衬砌混凝土属于薄壁混凝土，薄壁混凝土由于收缩引起的开裂一直是混凝土结构物裂缝控制的重点和难点，同时施工中质量控制不严也是裂缝产生的一大原因，本文详细分析了衬砌混凝土裂缝产生的原因和预防措施，以及我标段采用的成功修补方法，希望能起到借鉴作用。
关键词：衬砌混凝土裂缝；预防；修补方法
引言
节水改造是灌区能够长久稳定运营的关键，其重点和难点内容就是渠道衬砌混凝土裂缝的控制。针对这一问题要做到预防为主、治理为辅。目前许多灌区所采用的渠道衬砌材料多为现浇混凝土板，长期大面积裸露在外界环境中，厚度较薄，多为人工施工完成，少有渠道衬砌机械施工。所以这就容易导致渠道衬砌混凝土出现开裂问题，严重时出现渗水甚至漏水现象，影响灌区节水效率。为了强化灌区节水效率，提升灌区建筑运营效率，必须高度重视渠道衬砌混凝土裂缝这一问题，对其裂缝产生原因和预防措施进行针对性分析、研究，并应用到实际工作中。
1灌区渠道衬砌混凝土裂缝产生成因
1.1水平及斜向裂缝
混凝土浇筑完成后，由于水化热作用使混凝土内部温度升高，水化热完成后，混凝土内部温度下降；温度上升和下降过程中混凝土膨胀收缩，形成裂缝；水平及斜向裂缝多由于温度原因造成。
1.2对基面基础平整度与沉降度的把握不利
对渠道堤防基础而言，若施工中质量处理不过关可能会产生混凝土面板裂缝问题，具体表现就是混凝土面板的基面平整度与渠道堤防的密实性出现凹凸、厚度不一等问题，严重时还会出现误差值，长此以往混凝土面板会出现受力不均问题进而产生裂缝。另一方面，渠道堤防地基土质不够均匀或回填过程中干密度没有达到设计值也会产生裂缝。最后就是局部的不均匀沉降问题，这会导致地基面产生沉降裂缝，严重时导致渠道衬砌混凝土面板坍塌。
1.3对材料使用的不到位
一般在灌区节水改造中会使用到大量的拌和混凝土，它由水泥、砂料、碎石等共同组成，不过在施工过程中存在水泥使用不到位的问题。具体情况即为水泥在凝固初期阶段由于水化产生大量热量，这容易引发混凝土内部的温度急剧升高，而混凝土外部面板温度较低，此时就会产生严重的热胀问题，膨胀到混凝土面板无法承受水泥所产生内应力时就会出现裂纹。目前许多灌区在节水改造过程中所使用的材料并不到位，存在质地不坚硬、含泥量大、有杂质且超逊径等问题，所拌和的混凝土在设计配比方面不达标，用这种材料所制作的渠道衬砌混凝土面板是缺乏强度的，容易在受到应力冲击后产生裂缝。
2渠道衬砌混凝土裂缝的预防措施
2.1混凝土拌合
用干缩值较小普通硅酸盐水泥，严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。为控制混凝土水化开裂，夏季采用搭盖凉棚和洒水对骨料进行降温。搭盖凉棚可避免太阳光直射，减少骨料吸热，浇筑前2～3h用洒水车运深井水（约16℃左右）对粗、细骨料进行充分的洒水降温。使夏季混凝土出机口温度控制在18℃以内，入仓温度控制在28℃以下，有效地控制了温度裂缝的产生。
2.2现场施工
2.2.1渠床整理
换填段和全填方段应满足沉降期方可施工。渠道开挖完成后一般要预留50cm保护层，避免因雨水冲刷出现造成渠床扰动。渠道削坡在衬砌前进行，削坡进度应与衬砌进度相适应，避免削坡面积过大，搁置时间过长，造成次生损坏。我标段渠坡土岩性主要为粉质壤土和卵石。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆卵石岩芯呈散粒状，较松散，且夹杂大粒径卵石，大者直径30cm左右。在渠坡整理过程中先用挖掘机进行预削，预留15～20cm保护层改为人工精修，为避免扰动渠床，对高出渠床设计断面的大粒径卵石用钢钎翘除，回填粗砂和小粒径砂砾料补水振压密实。为防止削坡后的边坡出现干裂，我部采取用彩条布及时覆盖等防风、保水措施，减少坡面的开裂和变形。在削坡过程出现超挖、雨淋沟或坍坡时及时进行补坡，补坡前将坡面清理成锯齿形，分层夯实，补坡厚度高出设计断面，最后人工削出高出部分。
2.2.2排水管网和齿槽施工
渠底局部位于卵石层中，卵石间泥质填充，结构松散，齿槽和纵向排水沟隔墙自稳困难，为避免混凝土浇筑后出现塌陷，齿槽内壁用采用M10砂浆砌砖成型，顶面最后一块砂浆砖砌筑成1∶2坡势，与设计坡比相同，因其高于渠床面，可阻挡粗砂垫层向下流动，经工程实践可有效解决保温板下部砂垫层下滑出现空腔的问题。为防止排水沟槽粗砂垫层发生沉降，排水管沟槽底部摊铺粗砂垫层（设计5cm厚度）应夯实；下层半圆倒角部位应薄层铺料，挤压密实；中层（包裹软式透水管的一层）人工手持平板振动器顺沟纵向振压；上层填充粗砂，分两层铺设，平板振动器振压密实，施工过程中坚持层填层验，保证回填密实度符合设计要求。
2.2.3粗砂和保温板铺设
粗砂铺设过程中为保证摊铺均匀采用摊铺机进行施工，局部不平采用人工补料，粗砂垫层经过试验确定虚铺厚度、含水率和振压遍数，表面平整度允许偏差不大于1cm/2m，砂铺设检验合格后及时进行保温板及复合土工膜的铺设，以减少水分的散失。保温板要与粗砂垫层结合紧密，避免产生空洞。
2.3严守材料质量
要做到节水改造工程施工中材料高质量进场，比如说结合施工进度合理把握水泥的进场时间与进场数量，且为它们设置标准的存放时间（3个月以内）。在碎石与砂料的选择方面要采用质地坚硬且含泥量小、杂质少的材料，同时还应该避免将不同规格的砂料堆放在一起造成材料混淆。最后要对所有进场材料的配比与设计比例进行称量配置分析，保证材料在施工中的功能有效性发挥。另外在材料管理方面，要保证材料科学排入进仓。以混凝土为例，要结合混凝土的数量，搅拌站与施工现场的距离、混凝土衬砌能力等多种因素进行综合分析，合理选择配置混凝土的运输路线与运输时间。当衬砌成型以后，要利用到混凝土磨浆机进行混凝土抹面，并在混凝土抹面过程中严控其质量，保证在其初凝之前进行压光处理，仔细观察存在于混凝土面板表面的气泡，保证其光滑平整。如果采用人工收面，则必须结合施工现场情况至少进行3~4次的收面。
2.4浅表裂缝处理
浅表裂缝采用水泥基柔性防水材料表面涂刷。在混凝土裂缝涂抹封闭前，使用刷子将裂缝两侧各5cm、两端10cm范围内混凝土基面的附浆、薄弱表层刷除干净。用清水冲洗混凝土裂缝，使待处理裂缝周围洁净。水泥基柔性防水材料的搅拌，使用手提电钻配以搅拌齿进行现场搅拌，搅拌时间比普通砂浆延长2～3min，先预先搅拌2min，停2min后再二次搅拌2min，以便充分搅拌均匀。使用硬毛刷蘸水泥基柔性防水涂料，在裂缝两侧各5cm范围内涂刷，主要涂料要涂刷三遍，每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂，且两次涂刷方向相互垂直。总厚度不小于1mm，表面抹平。水泥基柔性防水材料凝结后，进行自然养护，养护温度不低于5℃。未达到硬化状态时不得浇水养护。
结语
灌区节水改造过程中，要想做好渠道衬砌混凝土面板施工工作，就要从多个角度思考规避和预防裂缝的产生，并提出行之有效的防治方法，为渠道衬砌工程的高质量实施提供技术性支持和参考。
参考文献：
［1］郭坤.灌区节水改造中渠道衬砌混凝土裂缝分析及预防［J］.房地产导刊，2016（9）：113.
［2］郭慧娟，高志旭.渠道薄壁混凝土衬砌裂缝产生原因及防治措施［J］.河南水利与南水北调，2012（18）：142-143.
［3］杨爱龙.浅谈水工混凝土的施工温度与裂缝成因［J］.硅谷，2008（12）：66.
论文作者:温茂
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/15
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