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水利工程中混凝土裂缝的防治措施探讨 邹 县 明 ( 江西省抚 州市崇仁县水利局设计室 江西 抚州 3 4 4 2 0 0 ) 摘要混凝土是当今水利工程建设中最重要的材料之一。在水利工程建设中， 混凝土产生裂缝的情况 较为普遍， 特别是那些较薄结构的水利工程， 混凝土裂缝更是随处可见。本文分类阐述 了水工 混凝土产生裂缝的原因， 并针对其原因探讨了水工混凝土裂缝的防治措施， 而且进一步提出了 水工混凝土裂缝常见缺陷的修补方法， 可供参考。 关键词 水工混凝土 ； 裂缝 ； 预 防； 处理 中图分类号 ： T V 5 4 4 文献标识码 ： B 水工混凝土裂缝是水利工程施工中的常 见疾病， 裂缝的产生将会影响工程的使用寿 命和使 用安全 ， 对整个建筑 物的影 响是 巨大 的 ，严重 时还 可 以引发 工程 质量 和安 全 事 故。 因此 ， 对混凝 土产生裂缝 的原 因进行分 析 ， 并找出解决的对策是必要地 。 1水工混凝土裂缝的成 因分析 根据工程 实践 的结果来看 ，混凝土产生 裂缝 的原 因是多样化 的 ， 其影 响因素也 不尽 相 同 。从 内部原因来 看 ： 混凝 土本身 的质量 不合格 ， 或者配比的比例出现问题； 水温的 原因引起混凝土的体积发生变化 ， 使其缺乏 相应 的承压 能力 ； 结 构不科学 引起的力 度不 均 匀 ； 分缝分 块不恰 当 ， 对 外 界的压 力 和重 力难 以承受 等。 其外部原 因主要有 ：外 界的环境和温度 引起 混凝土 的变形 ； 基 础不均匀 沉陷和外 荷 超载 等。当然 ， 裂缝 的产生通 常是 一个 主要 原因加上其他原因的综合作用而产生的。 1 1收缩裂缝 混凝土在凝 固的过程 中，会逐渐散 热和 蒸发 ，这 是 引起 混凝 土体积 收缩 的 主要 原 因 ， 尤其是一些 大体积 的混 凝土 。如果混 凝 土在收 缩时受 到外 界环境 的约束 ， 就会 自然 的形成 收缩 应力 ， 当这种应 力超 出当时混凝 土极限抗拉强度时 ， 混凝土就会产生 裂缝 。 1 2温差裂缝 由于混凝土 内部和外 部之 间产生 温差 此 时形成 的裂缝 叫温差裂缝 ，其原因是水泥 水化热 引起 的混凝 土内部和混 凝士表面的温 差过大 。 温差裂缝 主要有 三种情 况 ： 首先是水 工混凝土在施工初期 ， 产 生大量的水化热 ， 内 外的温差使其产生裂缝；其次是混凝土拆模 前后， 混凝土表面的温度会急速下降， 裂缝产 生； 第三是由于混凝土内部温度到达极限， 但 是热量散发慢 ，而产生温差裂缝 。施 工中的 大体积混凝土 ， 主要是 由于温差 产生裂缝 ， 诸 如水_T大坝 、 分洪 闸、 拦 河坝等体积水工混凝 土更易发生此类裂缝 。 1 _ 3安定性裂缝 安定性裂缝主要是龟裂 ，通常是 因为混 凝土的质量不合格引起的。另外，钢筋因为 外界的腐蚀也会引起混凝土裂缝。 2水工混凝土裂缝的防止措施 提 高混凝 提的抗 裂性 ，改善混凝土 的整 体性 能 ，主要措 施是提高抗裂能力 ，加强养 护 ，预 防表面的干裂 ，这是 确保混凝土 的质 量 ，防止 裂缝 的重要措施之一 。从众多 的工 程实践中， 我们可以看到， 通过改善混凝土性 能 可以减 少裂缝 的产生 ， 但是 当裂缝发生后 ， 要重新恢复混凝土的整体性能却是十分困难 的， 因此 ， 要在施工过程 中积极采取防止裂缝 的措施 。 2 1 科学的混凝土配合比 在工程设计时，为了保证混凝土有较好 的工作性能 ，应在科学 的条件下减低混凝 土 配比的用水量， 使用 “ 三低( 低砂率、 低坍落 度 、 低 水胶 比) 、 二掺( 掺高效减水 剂和高性 能 引气剂) 、 一高( 高粉煤灰掺量) ” 的设计要求， 配比出高强度、 高韧性的抗裂混凝土。 在施工 的时候更好控制好配 比，要严格按照施工要 求进行混凝土配比， 同时要重视检查， 不流于 形式 。 2 2混凝土养护要适 当 在混凝土拆模后要挂草帘或铺草浇水， 以便养护保湿。初浇注的混凝土就好像刚刚 出生的婴儿。 要加倍的关心和爱护。 混凝土的 保养不仅是为了预防初期产生裂缝，还能促 进混凝 土后 期的稳定 ，保障其承压能力和强 韧度。 对于混凝土的养护， 在现代水利工程施 工 中， 都 需要得到充分的认识和重视。 由于钢筋锈蚀是氧化反应 ，氧化是产 生 锈的 主要原 因 ， 因此 ， 加强 混凝 土 的密实 度 ， 防止空气进入 ， 加强混凝土表面的保护 层厚 度 ， 预防氧化 。在 混凝土 表面喷涂 或涂 刷聚合水泥砂浆 、沥青、环氧树脂等防腐 层。选择抗腐蚀性强的钢筋材料和混凝土 材料 ， 避免使用碱骨料等措施， 对防止混凝 土 裂缝 有较好 的效果 。碱 骨料 化学 反应 对 结构 的 耐久性 影 响很 大 ，为控 制碱 骨料 的 强度， 经检查验收合格后即可进行机组安装。 4改造后的效果及注意事项 经 过 多年 来 的不 断 总结 完善 ，环氧 砂 浆抗 磨技 术在三眼桥电站运用也 日臻 成 熟 ， 现在该 电站转轮利用时间均在 l O 0 0 0 h 以上 ，在和 改 造前 相 同用 水量 的情 况 下 ， 各 台机组 出力 和效 率均 已达到或超过 额 定值。该解决方法经济适用 ， 改造后效果 明显 突 出。 在技改过程中应注意： 转轮改型设计要 适合实际情况， 尊重科学原理 ， 按照水力学原 则经设计选择适配转轮。机组大小修要适 时。要依据河流来水泥沙含量的周期性 、 机组 累计运 行时间以及运行方式等方 面来确定大 修周期； 根据机组的状况来判断转轮磨损程度 来确定小修周期 ， 应尽可能及时进行小修来保 证不缩短大修周期， 以提高机组运行效率。 转轮表面处理时要 注意采用的材料质量合格 、 方法环境得当、 工艺工序操作严谨， 否则将难 以达到预期效果 。 5结语 三眼桥水电站运行初期一直受转轮磨损 问题的困扰。 机组效率低下 ， 经过多年来在实 践中的不懈地摸索总结 ， 寻找出了一套适合电 站实际情况的解决的方法， 使机组运行能够持 续保持正常高效， 电站效益得到了显著提升。 陕西 水 利 ( 责任编辑 ： 黄灵芝) 化学反应，最好选择优质骨料和低含碱 量 的水泥 以及 中性 拌 和水 。在 提 高混 凝 土密实度的同时合理降低水灰比。 2 - 3解决混凝 土的基础不均匀沉 降 解决方法有减轻 结构 的重 量 ， 合 理安 排施工的工序， 改善混凝土结构等。 如果 只简单的依靠减轻结构 重量 来控制沉 降， 只会使整个结构的 自身重量加大 ， 稳 定性不强， 会加重不均匀的沉降。 在工程 实践中， 应以抵抗不均匀沉降为主要保护 措 施。 2 4 塑性收缩裂缝的预防措施 首先要选择 合适 的材料 ， 一般选 用干 缩 值较小 、 强度 好的硅 酸盐或普 通硅 酸盐 水泥。其次是严格控制水灰比例， 掺加高 效减水剂来增加混凝土的强度 ， 减少水和 水泥的分量。 最后， 在浇注混凝土之前 ， 将 基层 和模 板浇水均匀湿透 。要及时在 混凝 土的表面覆盖一层薄膜， 保证混凝土的湿 度 ， 或者在混凝 土表面喷 洒养护剂 等进行 养护。如果在高温和大风天气施工的话， 最好设 置防风和遮 阳的设施 积极 保护混 凝土结构 。 2 5沉 陷裂缝 的预防措施 首先要保证地基的稳定， 对松软土的 地质 结构 在施 工前 要进 行必 要 的夯 实和 加固。 其次要保证模板有足够的强度和刚 度 ， 有较强 的支 撑力 ， 保证 地 基 的受力 均 匀 。 最后 ， 混凝 土在 浇注 的过程 中不 能被 水浸泡，模板的拆除要控制在一定的时 间以内， 还要注意拆模的先后顺序。 在冻 土 上 搭设 模板 时 要 注意 采取 一定 的预 防 措施 。 2 6注意低温季 节施 工的混凝土保 护 在低 温季节 施工 的时候 ， 首先要 注意 抵御 寒潮袭击 ， 在混凝 土的表 面覆盖 塑料 薄膜等抵御寒风。塑料薄膜除了保温外 ， 还能对混凝土进行保湿 ， 只要在覆盖时接 搭紧实， 薄膜就能在混凝土表面起到长期 保湿的作用， 对预防混凝土的裂缝起到积 极作用 。 3水工 混凝土工 程的裂缝修 补 3 1 开槽法修补裂缝 工作人员要先将晒干筛后的砂 、 水泥 按规定的比例调配好 ， 再将环氧树脂聚硫 橡胶也按配比拌匀， 然后再与砂和水泥搅 拌均匀 ， 最 后用少量 的丙酮 将已拌 好的砂 浆稀释， 达到中度粘稠的效果即可。及时 将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶 装到已凿好洗净吹干的砼凿槽内进行嵌 入。从砂浆开始拌和到嵌入砼缝内， 一组 砂 浆 的整个 施工 过程 大约 需 要 3 0分钟 。 嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处 理好后两小时以内及时用毛毡 、 麻袋将聚 硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖， 待完 全初凝后 ， 开始用水养护 。 3 2结构加 固法 如 果 裂缝 的 出现 已经 影 响到 了混 凝 土的基本性能， 就要使用加固法对混凝土 结构进行加固处理。 结构加固中的主要方 式 有以下几种 ： 加大 混凝土 结构 的截面 面 积 ； 在构 件 的角 部外 包 型钢 ； 采用 预 应力 法加固 ； 粘贴钢板加固； 增设支点加固以 及喷射混凝土补强加固等。 3 3 混 凝土置换法 混凝 土 置换 法 是针 对 出现 严重 的混 凝土裂缝时的一种有效的处理方法。 这种 方法是 先将表 面出现 问题 的混凝 土刮 除 ， 然后再用 新的混凝 土 和其 他材料 做代替 。 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。 4结论 裂 缝是 混凝 土结 构 中存 在 的一 种通 病 裂缝不仅会影响到建筑物的抗渗能力 。 降低建筑物的使用功能， 还会使内部钢筋生 锈腐蚀， 降低混凝土的使用寿命 ， 影响建筑 物的承载能力。 因此， 在水利工程中， 应对混 凝土的裂缝产生原因进行仔细分析， 并找出 预防裂缝的关键，采用合理的方法进行处 理， 并在施工中采取各种有效的预防措施来 预防裂缝的出现和发展 ， 保证建筑物和构件 安全、 稳定地工作。陕西水利 ( 责任编辑 ： 黄灵芝 ) 醴匿豳圃巫 蚕 捕 临水河及扶风县的午井洼 地， 面积约 3 0 0 k m 。 涉及岐山县青化、 益店； 扶风县新店、 法门、 建和、 召公 、 午井等 7 个 乡( 镇 ) 。1 9 7 9年益店镇益合村首先出现明 水 ， 以后明水逐年增加到 1 2 8处 ， 渍涝 灾害 不断扩大 ，给农业生产和人 民生活带 来危 害。淹没耕地， 至 1 9 8 4 年 l O 月， 全灌区 2 0 7 6 h a良田被淹，埋深在 5 m以内的潜在 危害区近两 1 3 3 3 3 3 h a ；房倒窑塌 ， 1 9 8 5 年底仅岐山县塌房 7 0 9问 ，塌窑 9 4孔 ， 迁 移村民 2 7 6 户。据扶风县 1 9 8 2 年统计， 由 于地 下水位 上升 ，致使 l 1 7 7户住房沉陷 、 倒塌， 9 个村庄搬迁； 部分地区水质恶化， 由于地下水埋藏 变浅 ， 受地表农药 、 化肥及 城镇生活废水污染， 使地下水味道变苦， 水 化指标严重超标；致使不少机井坍塌淤 积。仅岐山县就有 1 4 5 眼管井因塌淤不能 使用 。 3 2渍涝灾害治理 渍涝 灾害 引起 了各 级 政府 的普 遍 重 视， 一方面要求对地下水动态加强监测， 另 一 方 面组织 力量开展治理工作 。扶风县于 1 9 7 9年率先进行了深机井 、 简井、 辐射井 等不同井型的抽排效果试验。 1 9 8 2年春季 提 出了“ 以工程措施 为主 ， 实行渠 、 井排 相 结合 ， 提高灌水技术， 降低灌水定额” 的总 体方案 。 1 9 8 4年秋 季开始 ， 岐 山 、 扶 风两县 组织 实施 ， 开挖排 水 沟 ， 以排 除为 主 。益 店 、 新店 、 建 和等乡 ( 镇 ) 挖排水 沟 1 0 4 k m。 同时， 修井建站 ， 以灌代排 ， 降低地下水 位 。岐 山县在益店 、 青化 乡( 镇 ) 治理 区 内 修复新增机井 1 0 2 眼，修建排灌站 6处。 同时抓好“ 三改两全一平” 农田建设 ， 降低 灌水定额。在浅埋深区限制渠水灌溉， 凡 地下 水埋 深 在 5 ml O m之 间 的 地 区 灌 溉用 水必须 做到渠 井各半 ； 地下 水埋深 在 5 m 以内的地区停用渠水 ， 全部利用井站抽 灌。通过治理 ， 截止 1 9 8 6年底， 岐山、 扶风 两 县 已有 1 0 0多公 顷被淹农 田退水 还耕 ， 近 1 3 3 3 3 3 h a 农田受到保护。 4结论与建议 4 1 加大力度完善地下水监测网络， 确保地 下水资源的合理开发 目前冯家山灌区地下水监测 网络覆 盖范 围小 ， 监测 项 目少 ， 信息 化程度 低 ， 不 能很好 地反映 地下水 动态变化 规律 ， 与地 下水监测管理发展变化的新形势极不适 应， 应按照国家和省市的有关规定， 逐步 建立健全地下水 资源监 测网络 ，以指导地 下水资源科学配置，确保地下水资源的合 理开发 。 4 2建立地下水资源保护带 ， 防止地下水水 质污染 根据冯家 山灌 区的水 文地质条件 和灌 区工农业生产及城镇规模不 断发展 的实 际 状况， 按照科学发展观的要求， 积极建设污 水处理净化设施，同时在查明地下水水质 及污染状况的基础上 ，科学 划分地下水水 资源的保护范围 和保护层 位 ，采取严格措 施 ，确保 地下水水源地及补 给区范围 内的 水质不被 污染 。 4 3重视地下水动态分析及研究 ， 保证地下 水资源的可持续利用 通过地下水动态观测工作 ，不仅能掌 握历史及当前的地下水水位 ，埋深及运 动 ， 还 能通过 动态分析 进一 步研究 区域地 下 水动态 的规律 ( 包括数 量及 质量 ) ， 预测 地 下水未 来发展 的可能 趋势 ， 并可针 对性 的指导地 下水资 源的 开发利用 ， 最大 可能 的避免 由于开发 不 当带 来的 被动局 面 ， 并 提出治理措施 ， 保证地下水资源的可持续 利用。陕西水利 ( 责任 编 辑 ： 周蓓 ) (= ) 0 。 O