渠道衬砌混凝土耐久性探讨

□金嵩涛

（河南省陆浑水库管理局）

1 概况

陆浑灌区工程目前干渠部分渠道仍未衬砌，过水能力远不及设计要求，满足不了灌区经济发展的需要，已衬砌的混凝土渠道和建筑物逐年老化、损坏，功能减退，部分渠道渗漏严重、水量损失大，渠道利用系数低，工程险情时有发生，危及工程运行安全。

灌区续建配套与节水改造工程项目分为一期和二期规划，总投资达193 131万元，于2009年开始实施，且投资逐年增加，计划2020年完成项目建设，截止2016年12月底共完成工程投资47 170万元。为加强工程质量管理，保证混凝土工程的耐久性，提高工程使用寿命，探讨混凝土施工技术具有积极的意义。

2 渠道衬砌混凝土寿命分析

渠道衬砌面板属于薄壁结构，极易因裂缝造成混凝土表面碳化，特别是冬季水量渗入后形成冻融循环，加速混凝土老化破坏，降低混凝土使用寿命。从陆浑灌区渠道衬砌情况来看，10 a以上的衬砌面板都存在不同程度的老化损害，运行超过20 a的基本上丧失防渗功能，距混凝土结构的合理使用年限有一定的差距，为此需施工过程中采取一定的有效措施，减少混凝土面板裂缝，增加混凝土的强度，提高混凝土的耐久性，以延长混凝土的使用寿命。

3 采取的措施

3.1 原材料

水泥：采用P042.5低热水泥，以减少施工过程中出现裂缝，对进场的每批水泥，检查厂家提供产品的合格证及检测报告，并按照规范及合同文件的要求进行抽样检测，严格按照规范要求进行现场存放，避免雨淋和受潮；袋装水泥超过3个月，灌装水泥超过6个月，必须重新进行检验。严禁不同厂家的水泥混合使用。砂：采用细度模数为2.30～2.80的中粗砂，河沙开采中要严格控制砂的含泥量，确保含泥量不超过3%，耐久性要求高的最好控制在1%以下。石子：采用含泥量≤1%，压碎值≤18的碎砾石，测试砾石的坚固性，保证使用的碎石坚固性≤8%，禁止含带泥块，减少碎石中云母等软弱颗粒存在，增加混凝土的强度。粉煤灰：渠坡混凝土中掺加15%～25%的粉煤灰，可有效改善混凝土内部结构，减少单位用水量，提高混凝土拌和物的和易性，降低水化热，提高混凝土抗冻、抗渗能力，减少裂缝，提高混凝土的耐久性。减水剂：掺外加剂是混凝土配合比优化设计和提高混凝土耐久性的一项重要措施，在南水北调工程施工中得到了广泛的应用，高效减水剂对提高水泥使用效率具有明显效果,一般聚羧酸高效减水剂用量为水泥的1%，在减少单位用水量的同时可节省水泥用量20%左右。引气剂的使用量为水泥的0.10%，可有效改善混凝土内部结构，保证混凝土内部形成均质的不连续微型气孔，提高抗冻能力，增加耐久性（常态C20混凝土不加外加剂很难保证抗冻防渗要求）。

3.2 混凝土的搅拌、运输和浇筑

结合混凝土入仓强度，确定混凝土拌和能力，保证混凝土完成运输、入仓、摊铺、振捣、收面各工序前不初凝（一般强制拌和机的搅拌时间≥2 min），尽量减少混凝土运输距离和时间，且混凝土运输过程中拌合物不离析、不泌水、不初凝；控制混凝土现场坍落度在70～90 mm范围内，保证夏季混凝土入仓温度不超过28℃，冬季混凝土入仓温度不低于0℃；混凝土入仓前，首先对建基面进行洒水湿润，减少混凝土水量损失；加强混凝土振捣控制，特别是边角部位，若采用振动梁振捣时，要控制好留振余量和入仓厚度，并采用捣棒对模板附近进行振捣，提高混凝土的密实性；避免在大风和35℃以上天气下施工。

3.3 养护

初期养护是减少混凝土裂缝的关键，要保证混凝土入仓后72 h内表面湿度和温度；洒水养护对渠道衬砌的斜坡上效果较差，夏季水量顺坡流走，不易保证表面湿润，冬季宜产生冻害。建议采用养护膜和养护剂进行养护。

3.4 伸缩缝处理

正确处理衬砌伸缩缝是减少温度和基础变形产生裂缝的关键，特别是进行化衬砌，及时切缝能较好防止混凝土温度应力产生裂缝，切缝时间一般控制在混凝土的强度达到5 MPa为宜，切缝深度宜为板厚的0.50～0.70倍。控制嵌缝闭孔泡沫板和聚氯密封胶的质量，按规范要求认真清理缝内的杂物，并保证结合面干燥，施胶前沿缝涂刷粘和剂是保证密封胶施工的关键。