渠道衬砌混凝土裂缝及预防措施

王建兵

【摘要】渠道衬砌混凝土能够有效的提高渠水的耐久性和利用率，使渠水的流速提高，达到防渗节水的目的。然而由于各种原因，渠道衬砌混凝土容易产生裂缝，造成输水渗漏。文章对渠道衬砌混凝土的裂缝及其原因进行了分析，并提出了相应的预防措施，减少渠道衬砌混凝土裂缝的产生。

【关键词】渠道衬砌；混凝土裂缝；预防措施；

在农田水利工程中普遍地应用到了渠道衬砌混凝土，用以对输水流速进行提高，并起到防渗节水的作用。渠道衬砌混凝土具有维修方便、施工便利的特点，然而在使用和施工的过程中也容易出现裂缝，对渠道的使用寿命和施工性能造成不良的影响。本文以实际工作经验为基础分析了渠道衬砌混凝土裂缝问题，并提出了相应的预防措施。

1.渠道衬砌混凝土裂缝问题分析

常见的渠道衬砌混凝土裂缝主要有渗水裂缝、沉降裂缝、温度裂缝、干缩裂缝，除此之外，如果施工过程中使用了不合格的原材料也可能会引起裂缝[1]。

1.1渗水裂缝

形成渗水裂缝的主要原因有设计中没有达到相对的强度要求、施工过程中没有采用密实度相同的混凝土进行浇筑、没有科学地进行排水管的预埋，除此之外不合理的养护和突然性的降雨也可能会造成渠道的上层滞水不断排泄入渠道内，渠道内密实度薄弱的部位就会形成裂缝，发生渗水，从而造成渗水裂缝。

1.2沉降裂缝

在前期衬砌混凝土浇筑的过程中，如果基础土质存在松软、不均的情况，或者由于浸水或不实的土基等原因都可能造成沉降裂缝的产生沉降裂缝。沉降裂缝会造成混凝土衬砌的沉陷。沉降裂缝的宽度大多不超过1毫米，切多为纵贯裂缝。

1.3温度裂缝

渠道衬砌混凝土施工的主要材料就是混凝土，而混凝土具有热胀冷缩性质。当外界温度发生剧烈变化时，混凝土就会出现变形现象，从而导致温度裂缝。如果外界温度急剧下降，就会有一定的拉力在混凝土内部产生，而混凝土具有较弱的抗拉强度，从而造成拉张裂缝。基层的不同也会产生对混凝土不同的约束状况，过大的约束会使混凝土表层更容易出现拉应力。拉张裂缝的形成几率还会受到混凝土衬砌厚度的影响，过小的厚度会增大拉张裂缝形成的几率。

1.4干缩裂缝

混凝土是一种人工石材，主要是将石、天然砂等骨料和水泥等胶结材料用水拌合在一起并进行浇筑而形成的[2]。混凝土在硬化的过程中其水分的蒸发由内而外的，水泥石中的胶结体逐渐干缩，产生变形。由于模板和基础对其进行约束，从而产生了拉应力。当拉应力达到一定程度时就会出现干缩裂缝。干缩裂缝一般有规律的走向、宽度较小，为表面裂缝。对混凝土干缩裂缝产生的影响因素主要有现场养护情况、外加剂品种、骨料的级配和大小、水泥用量和品种、水灰比等。

1.5使用不合格原料造成的裂缝

混凝土的主要原材料有外加剂、拌和水、骨料、砂、水泥等，如果施工過程中使用了不合理的原料也可能造成裂缝。例如砂石具有过量的含泥量，就会造成混凝土的抗渗性和强度降低，在混凝土干到时出现不规则的网状裂缝。如果使用了沙特利过细没过差的沙石，则容易出现侧面裂缝。如果使用了含有泥性硅化物质的骨料，一旦遇到碱性物质，可能会造成拉应力和局部膨胀，造成爆炸状裂缝。

2.渠道衬砌混凝土裂缝预防措施

2.1设计阶段的预防措施

在渠道设计阶段要做好混凝土开裂的预防措施。以当地的地质和气候因素为根据，合理的设计衬砌的分缝、强度、厚度和坡度，为了防止衬砌混凝土裂缝，可以将排水设施、隔水设施、防渗设施设置在相应的位置，并增设截水沟在渠道低顶的两侧，避免渠道中渗入泉水和雨水而导致砌板开裂。

2.2施工阶段的预防措施

①在进行渠道开挖之前，要做好测量放样工作，先将土方中覆盖草的土壤、植物和细根须等清除出去，自上而下地进行开挖，为了方便，施工期间的排水，应该形成一定的坡势，才能避免积水。

②先将不适合回填的杂土清除出去再进行回填，例如含有废渣、垃圾、杂草、树根等，严格按照规范进行回填土的施工。

③严格控制入场的原材料，避免由于原材料不合格而导致的混凝土裂缝。在材料进场时要对其检验证书和合格证进行严格的检验，并且进行抽检和复检，确认原材料质量合格，施工规范。

④在进行混凝土配制时要对砂、石子、水泥的用量进行严格的控制，并控制塌落度和水灰比，对计量装置进行校准和检查，检测砂石料的含水率，以此为基础对配合比进行及时调整。

⑤在这些混凝土浇筑前要对基础和坡面的湿度和平整度进行保障，并适当湿润模板、坡面和基础，以免其对混凝土中的水分进行吸收。

⑥在进行混凝土浇筑时要对振捣时间进行控制，加强振捣，保持均匀振捣，当混凝土表面泛浆时可以停止振捣。在混凝土板处理之后要使抹面次数增加，这是为了将混凝土内部的气泡、水分和泌水排出。尽量在低温季节渠道重要地段的施工以及浇筑工作，使混凝土入仓的温度降低，防止混凝土温度裂缝的产生。按照设计要求进行及时缝缝，保障接缝深度[3]。

2.3养护阶段的措施

要做好混凝土的养护工作，对渠道衬砌混凝土的裂缝进行有效的预防。在完成衬砌混凝土的浇筑工作时，要以施工技术方案为基础及时进行养护。以施工条件为依据做好洒水养护，在完成浇筑后的12小时内要覆盖混凝土，并对其进行保湿。如果混凝土抗渗要求或使用了用缓凝型外加剂则要进行至少14天的养护。要使用同样的水质进行混凝土的养护和拌制，并且将混凝土用塑料布覆盖起来，特别是严密地覆盖敞露的表面，使塑料布内一直存在凝结水。必须等衬砌混凝土达到规定强度后才能拆模，杜绝在混凝土上堆放其它材料或踩踏混凝土的情况。

3.结语

有很多原因都会造成渠道衬砌混凝土的裂缝，一旦出现裂缝则会对渠道的使用寿命和施工质量造成严重的影响。衬砌混凝土的裂缝为降低渠道的承载能力材料的耐久性，造成渠道的输水渗漏。因此必须认真分析裂缝产生的原因，并制定相应的预防性措施，防患于未然，从源头上消除产生混凝土裂缝的各种因素，保障渠道衬砌混凝土的施工质量。

参考文献：

[1] 周宜红，宫经伟，黄耀英，谌东升. 泄洪洞衬砌混凝土施工期光纤测温现场试验[J]. 华中科技大学学报（自然科学版）. 2013（07）

[2] 卿光辉，魏军霞. 北疆渠道机械化衬砌混凝土裂缝成因分析与对策[J]. 人民长江. 2012（S1）

[3] 颜锦凯，聂庆华，段亚辉. 某水电站泄洪洞无压段衬砌混凝土施工期温控监测分析[J]. 水电能源科学. 2013（08）