水利工程建筑物结构缝处理新技术

郭军辉

(吐鲁番市水利水电勘测设计研究院,新疆 吐鲁番 838000)

0 引言

水利工程建设过程中的建筑物大部分都为钢筋混凝土结构，为了便于施工，水工建筑物结构都会留有施工缝。此施工缝需要开展防渗处理，避免在长期使用过程中受到河水侵蚀对水工建筑物结构整体性和稳定性造成影响。但是通过实践表示，水工建筑物结构缝处理无法保证长期防渗效果，此主要是因为止水胶带存在老化的情况。那么就要再次换新止水胶带，浪费了人力财力，止水效果也不好。以此，研究长期有效的建筑物结构缝处理技术具有重要的意义。

1 结构缝的产生原因

1.1 选择的水泥

混凝土主要构成为水泥，水泥质量和混凝土质量具有密切关系，而且对水利工程设备安全具有一定的影响。在水利工程施工混凝土拌和的过程中，要求工作人员严格按照水泥质量、掺入量、品种等规范执行，如果没有正确处理混凝土，就会导致裂缝的出现。水泥早期的强度比较高，抗裂性比较差，需要释放一定热量。此热量要不断通过混凝土内部积累，以此提高了混凝土内部温度，内外温差不断扩大，混凝土外部出现拉应力，内部温差不断扩大，导致混凝土外部出现拉应力，内部出现压应力。如果两种力量无法相互的牵制，混凝土表面就会导致裂缝。

1.2 材料使用比

在混凝土制作的过程中，原材料配合尤为重要。混凝土水泥量比较大，用户量就会比较高，扩大了混凝土伸缩性，提高塌陷风险性。预搅拌混凝土要控制到5～35 mm之间，现浇混凝土石子直径为20～35 mm之间，含砂率为35%。但是由于部分操作人员无法正确的履行应有责任，所以无法根据标准配料，使原料配合不标准，导致混凝土出现裂缝。

1.3 混凝土体质

混凝土在凝固的过程中由于水化作用会流失水分，导致混凝土体积不断收缩，从而出现裂缝，尤其是大体积混凝土。因为时间延长，混凝土会随着自然因素出现裂缝，此为物理病害，此病害对混凝土耐久性造成影响。在混凝土施工过程中要避免出现裂缝，但是在时间推移过程中不可避免老化情况。

1.4 后期养护问题

混凝土浇筑完成之后的后期养护为主要工序，如果后期养护不到位就会导致出现裂缝。一般，混凝土刚浇筑之后的自身水分足够，能够使水泥老化需求得到满足。但是由于受到环境温度或者风吹日晒的影响，混凝土表面的水分就会逐渐的流失，对水泥水化是非常不利的。所以在后期养护过程中要求实现混凝土表面保湿养护，避免混凝土过快失水导致塑性变形，出现裂缝。

2 结构缝的处理技术

2.1 聚氨酯泡沫塑料的使用

在部分建筑工程中经常会使用泡沫塑料板替代沥青砂板，将其作为嵌缝材料，在水利工程中使其成为结构缝内衬，使塑性防渗材料固定在某范围中，对其流动进行限制。聚氨酯泡沫塑料的不透水性良好，为不吸潮、不吸水的优质材料，其性能较为稳定，并且耐霜冻、耐热、耐辐射、耐腐蚀，对于有机溶剂、沿、碱等化学稳定性良好。施工较为方便，具有较强适应性。如果使聚氨酯泡沫塑料在水利工程中使用，具有可观的应用前景。初步计算，只是代替止水铜片与塑性防渗材料，就能够降低90%以上的成本。

首先，水工建筑物结构缝的处理。此类型在封缝以后，要实现缝中的化学灌浆，所以要求封缝材料具备抗压能力。封缝处理从外到内分别为砂浆保护层、止水橡胶带、塑性防渗材料、硬质聚氨酯泡沫材料，以缝宽对聚氨酯泡沫材料进行确定。因为其和混凝土具有较大的粘力，在缝宽10 cm的时候，厚度为8～10 cm。此材料自身就能够防渗漏，所以能够减少外层防渗材料的厚度，或者还能够喷柔性聚氨酯泡沫塑料替代塑性防渗材料，便于施工，降低成本。

其次，输水隧洞伸缩缝的处理。低压与无压输水隧洞经常渗出地下水，所以在进行处理前就要使用导流封堵措施，从而使缝面能够处于干燥的状态，对施工是非常有利的。假如没有对缝化学灌浆处理，需要喷3～4 cm柔性聚氨酯泡沫塑料；如果需要化学灌浆，要喷硬质聚氨酯泡沫塑料之后做柔性聚氨酯泡沫塑料，或者使用其他的塑性防渗材料。图1为柔性聚氨酯泡沫塑料图，图2为化学灌浆图。

图1 柔性聚氨酯泡沫塑料图

图2 化学灌浆图

其次，处理渡槽伸缩缝。此裂缝要根据止水橡胶带进行止水，所以需要在缝内侧止水橡胶添加保护层，避免橡胶过早的老化。在施工的过程中先喷柔性聚氨酯泡沫塑料，之后实现止水橡胶带的设置，槽深内侧将丙乳砂浆作为止水橡胶保护层。

2.2 建筑物结构缝的控制对策

其一，充分使用混凝土后期强度，取钢筋保护层厚度最小值，利用粉煤灰有效改善混凝土的和易性，使水泥用量得到降低，使水胶比控制到允许范围中。使用二级配粗骨料，能够对耐蚀性进行改善。在工程结构设计过程中要使结构约束度降低，对裂缝发展进行控制。在容易出现裂缝的地方设置协肋，比如：角落、洞穴等，对混凝土配合比优化，降低温升和收缩，使用Ⅰ级粉煤灰避免出现裂缝，将低强度水泥应用到设计中，使钢筋替代混凝土拉伸应力。

其二，加强混凝土的养护。利用增强混凝土材料、增强材料与高耐腐蚀性材料，在混凝土养护的过程中增加混凝土密度。在混凝土开始浇筑的过程中利用低含碱量水泥、优质骨料、中性水搅拌，为了对高韧性与承载力进行保证，在混凝土拆模后挂草帘、稻草、浇水。使后期稳定性得到提高，多保养，通过工艺需求开展施工。氧化会导致生锈，将环氧树脂、沥青涂抹到混凝土表面。在混凝土密度提高的过程中，降低水灰比，控制碱骨料的反应。碱骨料反应会对结构的耐久性造成影响，能够避免混凝土裂缝。由于钢筋出现氧化锈蚀，避免混凝土表面保护层厚度增加，或者进入了空气出现氧化情况。

其三，预防塑性收缩裂缝。使用合适材料，在混凝土浇筑前要将水撒到模板与基层。为了能够进一步降低塑性收缩裂缝，要将塑料膜及时覆盖到混凝土中，利用混凝土高效减水剂提高混凝土的强度，对水灰比进行控制，降低水泥与水的分量，并且使用小干燥收缩值的硅酸盐，还能够将固化剂喷在混凝土表面。假如温度比较高或者风比较大，为了有效保证混凝土的湿度，设置遮阳、防风的设备，保护混凝土的结构。

其四，避免混凝土地基不均匀的沉降。假如降低结构的重量，就会使其稳定性降低，在工程实践过程中要使抵抗不均匀作为主要防护措施，避免混凝土不均匀沉降，使用相应的措施。一般都是对施工工序合理的安排，降低结构重量，对各种建筑材料优化，从而避免不均匀沉降加重。

其五，在施工过程中，针对要提前合理分块大面积混凝土浇筑，避免在大风或者阴雨天气浇筑，确定工程在施工过程中的工序，提前检修设备，保证连续性的浇筑。设计人员要有效选择塌落度，通过原材料调整施工的配合比，避免过早的拆除导致出现表面的裂缝。

其六，在选择混凝土原材料的过程中，要坚持选择可靠产品质量的厂家，从而对材料质量进行保证，生产大批量及良好信誉水泥厂水泥为优先选择。此水泥在施工过程中使用，能够保证混凝土强度，骨料与砂石空隙比较小，级配满足设计需求。严格控制砂石泥含量，避免不合格砂石骨料进入到施工现场。另外，对材料质量进行控制，将掺合料加入到混凝土中，对混凝土强度与性能进行改善，提高混凝土表面处理的可靠性。

3 结语

水利工程建筑抗渗透性具有重要的作用，结构缝会对其使用性能造成影响，降低了原本功能。另外，还会降低混凝土材料与钢筋性能，导致水利建筑物承载力无法满足设计期望值。以此表示，要重视水利建筑物结构缝，如果出现裂缝，就要及时使用有效措施，并且积极研究降低裂缝的施工措施，使用全新施工工艺，对水利工程施工质量进行保证。