闸首廊道、闸室长廊道混凝土裂缝防治

王辰

摘 要：混凝土裂缝影响水运工程的重要方面之一，成为制约结构工程质量重要问题。结合本工程的特点，重点对闸首廊道 、闸室长廊道易出现裂缝的结构部位进行分析，着重于施工技术、材料优选、环境条件及施工管理等。

关键词：廊道;裂缝;防治

1 闸首及闸室廊道结构形式

1.1 闸首廊道

上下闸首输水系统采用闸室长廊道侧支孔出水型式的分散输水。

1.2 闸室廊道

闸室墙为全分散输水廊道坞式结构。

2 裂缝防治目标

通过闸首廊道、闸室长廊道混凝土质量控制，规范施工过程，减少闸首廊道、闸室长廊道裂缝，提高混凝土质量，保证闸首廊道、闸室长廊道混凝土结构物的耐久性、安全性和可靠性，在设计使用年限内的有效使用。

3 裂缝的位置及形成原因

3.1 裂缝的位置

闸首廊道、闸室长廊道裂缝都出现了裂缝，每对闸墙出现裂缝，裂缝出现的部位及特征如下：

3.1.1 闸首廊道裂缝

闸首头部环形输水廊道外侧拐彎段、侧墙拐弯段等廊道薄壁变截面处出现裂缝。阀门井与廊道交接处等断面薄弱部位出现竖向裂缝。廊道薄壁变截面处。廊道顶水平向裂缝。廊道顶倒角竖向裂缝。闸首边墩出现竖向裂缝。

3.1.2 闸室长廊道裂缝

侧支孔、廊道顶部出现不规则裂缝。闸室墙身（包括廊道）出现竖向裂缝。

3.2 裂缝形成原因分析

根据闸首廊道、闸室长廊道形成的裂缝分析，分为：温度裂缝、收缩裂缝、干缩裂缝。

3.2.1 温度裂缝

温度裂缝，多由于温差较大引起的。混凝土结构构件，特别是大体积砼基础浇筑后，在硬化期间水泥放出大量的水化热，内部温度不断上升，使砼表面和内部温差较大。当温度产生非均匀的温差时，将导致砼表面急剧的温度变化而产生较大的收缩变形，此时表面受到内部砼的约束，将产生很大的拉应力，而砼早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。形成原因如下：

原材料：采用高水化热水泥;水泥未提前入罐;砂石料未及时覆盖，冬季冰雪淋湿，使用时不处理，导致砼入模温度偏低;原材料不符合规范要求。

配合比：配合比设计不合理;水泥含量大，粉煤灰掺量不合理等。施工配合比未根据现场实际情况（雨天、冬季）进行调整;

浇筑：未分层浇筑，分层厚度过大;砼入模温度大于30℃或小于5℃;浇筑时间不合理，选择最高温或最低温时间段浇筑。

砼养护：保温措施不到位，导致砼内外温差大;外部温度变化，如大风、冬季、昼夜温差等。保湿不到位;覆盖的土工布或薄膜不封闭，导致砼水分流失;不及时洒水养护;养护周期较短。

配合比：施工配合比水灰比控制不准确，砼坍落度大，砼表面水分流失快，导致内外混凝土形成约束应力而形成裂缝。

浇筑：砼拌合不均匀，搅拌时间不足或过长，拌合后到浇筑时间长;泵送时，人为的增加用水量。砼过振，导致砼骨料下沉，局部表面集中过多的砂浆、水分。

砼养护：保温措施不到位，导致砼内外温差大;外部温度变化，如大风、冬季、昼夜温差等。保湿不到位;覆盖的土工布或薄膜不封闭，导致砼水分流失;不及时洒水养护;养护周期短。

4 裂缝防治措施

4.1 技术措施

4.1.1 钢筋、模板

钢筋保护层控制。闸首廊道模板加工准确，拼缝严密;闸室廊道模板采用整体式滑模施工，砼强度达到50%以上即可拆模，先将模板与砼面分离再移动，防止模板移动冲击砼，产生裂缝。

4.1.2 砼原材料质量控制

水泥：选用低水化热的P.O42.5普通硅酸盐水泥。水泥提前6天入罐。骨料：碎石采用三级配;黄砂采用中粗砂。水：拌和用水采用深井水。粉煤灰：粉煤灰采用Ⅱ级灰。外加剂：廊道砼为大体积砼和薄壁砼，为延缓水化热峰值的出现的时间，采用复合缓凝型聚烯酸高性能减水剂。

4.1.3 砼配合比控制

配合比设计：砼配合比通过专家审查。配合比采用“双掺”技术，结合抗裂砼的配合比设计。

施工配合比：砼浇筑前，测定砂石料的含水率，确定施工配合比，严格控制混凝土坍落度120±20mm。

根据气温的变化，采用合适的外加剂，确保砼室外初凝时间为6～8h、终凝时间为8～10h，确保上层浇筑时下层处于初凝状态。

4.1.4 砼生产、输送设备

确保砼运输连续性，满足最大混凝土方量需求。

4.1.5 砼浇灌

底板砼强度达到2.5MPa后，采用人工+风镐。凿除砼表面浮浆及松软层，粗骨料不松散。在仓面布置串筒。浇筑前采用自吸泵，将底板上的积水抽排，无法排出的水采用海绵吸干。人工清除底板上的杂物。浇筑采用水平分层连续浇筑，对称、均匀上升;并醒目划分浇筑坯层。振捣采用插入式振捣器内部振捣，振捣器按梅花形插入振捣，间距不超过振动器作用半径的1.5倍（约50厘米），并插入下层砼50～100mm。振捣时间以砼表面平坦、无气泡、不下沉，开始泛浆为宜;砼浇筑出现泌水现象，用海绵将水吸干。砼浇筑结束后应及时平仓、抹平，并清除表面多余浮浆，在砼终凝以前进行两次压实、两次抹光，防止廊道顶板产生裂缝。

4.1.6 砼养护

迎水面采用土工布包裹、喷淋养护，廊道内采用喷雾保湿养护，端头挂油布，包裹严密;泄水洞处采用土进行封闭，保证廊道严密;保湿养护持续时间不得少于14d;室外温度低于5 ℃，不得洒水;专人负责养护保温工作，同时做好养护记录。

4.1.7 冬季施工

根据现场施工计划安排，廊道在冬季节施工。采取以下措施保证砼入模温度不低于5℃。骨料采用1层薄膜1层土工布覆盖保温;外加剂采用复合早强减水剂;拌合比采用井水，蓄水池采用土工布覆盖保温，并用电热管加温;延长砼搅拌时间;泵管采用保温材料包裹。

4.1.8 缩短间隔时间

缩短廊道与底板施工的时间，减少底板混凝土对新浇混凝土约束作用。工程底板达到强度后，及时进行廊道模板拼装，减少廊道与底板施工间隔。

4.2 管理措施

建立责任制度;严格执行三级技术交底制度;强化“三检制”;例行“工序报验”制度;严格“值班制”;质量奖惩制度;严格把好材料质量关;强化现场管理，提高精细化施工程度;振捣责任制;实行首件认可制。

5 混凝土裂缝修补

廊道混凝土出现裂缝分析产生的原因，对裂缝要进行观测，观测变化趋势，查看裂缝长度和宽度，并做好相应的记录。确定修补方案。

裂缝宽度为0.2～0.5mm的纵深或贯穿裂缝，采用环氧树脂压力灌浆修补。在裂缝两侧打设斜向孔贯穿裂缝，梅花型布设间距20cm，插入注浆止水针;采用“堵漏王”将裂缝封堵，在顶部和底部预留一部分;高压注浆机将配置好的环氧树脂从注浆止水针注入裂缝，以顶部和底部漏浆为止。为了保证混凝土外观质量，及时采用白水泥和普通水泥混合抹面。

裂缝宽度大于0.5mm，采用水泥灌浆，方法同上。

裂缝宽度在0.2mm以下，深度不大且已停止发展的表面裂缝，清洁表面后，采用水泥浆封闭。

6结语

针对闸首廊道、闸室长廊道混凝土裂缝，从施工工艺、材料优选、技术管理等方面，降低了廊道混凝土裂缝数量。提高了廊道的耐久性和安全性。同时减少了混凝土修补，提高了混凝土外观质量。

参考文献：

[1]  《水运工程质量检验标准》（JTS 257-2008）

[2]  《水运工程混凝土施工规范》（JST202-2011）

[3]  《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T 10-2011）

[4]  《水运工程混凝土质量控制标准》（JTS202-2-2011）;

[5]  《水运工程混凝土试验规程》（JTJ270-1998）;

[6]  《关于印发公路水运工程混凝土质量通病治理活动实施方案的通知》