南水北调中线干线工程渠道衬砌混凝土裂缝预防及养护施工措施

周洪彦

【摘要】针对南水北调中线干线工程渠道衬砌混凝土面板较薄，在机械化衬砌或人工衬砌施工过程中，衬砌面板易产生裂缝，施工质量难以控制的问题，提出了常见的裂缝类型和预防措施，以及养护施工措施。

【关键词】渠道衬砌；裂缝预防；养护施工

南水北调中线干线渠道工程的混凝土面板，采用机械化衬砌或人工衬砌，施工过程中产生了不同程度的裂缝。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，这样就降低混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响渠道外观、使用寿命，混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有机械设备在施工过程中引起的裂缝；有养护环境不当引起的裂缝等等。根据实际情况，在施工过程中分析裂缝产生的原因来采取预防及处理。

一、 渠道机械化衬砌混凝土工程中常见的裂缝及预防

1.干缩裂缝及预防

干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，裂缝越易产生。裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0. 05～0. 2mm之间，裂缝通常会影响混凝土的抗渗性及外观。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。

主要预防措施：（1）选用收缩量较小及安定性稳定的水泥，一般采用中低热及强度较高水泥和粉煤灰水泥。（2）混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大，干缩越大，因此在混凝土配合比中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。（3）严格控制混凝土施工中的配合比、坍落度、机械滑模的行走速度、提浆机提浆、抹面时间。（4）加强混凝土的早期养护，并适当延长其养护时间。（5）严格按照设计要求切割收缩缝（混凝土强度在5Mpa左右为最佳）。

2.温度裂缝及预防

中线工程温度裂缝多发生在混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，由于昼夜温差较大，很容易造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力（实践证明当混凝土本身温差达到25℃、26℃时，混凝土内便会产生大致在5MPa左右的拉应力）。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

主要预防措施：（l）改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，降低水化热。 （2）在气温较高时，采取一些办法（在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。）来降低混凝土的入仓温度。（3）加强混凝土养护，及时用湿润的草帘、无纺布等覆盖，适当延长养护时间。

二、养护施工措施

衬砌混凝土属薄板结构，抗裂要求较高，必须加强养护措施。

1.常温天气施工

衬砌混凝土保证湿润养护不少于28天。混凝土养护设专人负责，并作好养护记录。抹面完成后应及时采用土工布加塑料薄膜（一布一膜）进行浸湿后覆盖养护。干热风天气施工时，宜采用喷雾器不间断喷雾，保持土工布处于湿润状态，改善混凝土施工部位环境湿度。

2.特殊天气施工

在混凝土浇筑季节，认真收听天气预报，及时了解天气变化，结合分析整理的气象资料，制定混凝土施工应急预案，报监理单位批准。在施工中如果遇到特殊气候，立即启动应急预案，采取应急措施，保证衬砌混凝土施工质量。

2.1 风天施工

采取必要的防范措施，防止塑性收缩裂缝产生。适当调整混凝土出机口的坍落度。正在衬砌的作业面及时收面并立即养护，对已经衬砌完成并出面的浇筑段及时采取覆盖塑料布等养护措施。

2.2 雨天施工

雨季施工要收集气象资料，并制定雨季雨天衬砌施工应急预案。砂石料场做好排水通道，运输工具增加防雨及防滑措施，浇筑仓面准备防雨覆盖材料，以备突发阵雨时遮盖混凝土表面。当浇筑期间降雨时，启动应急预案，浇筑仓面搭棚遮挡防雨水冲刷。降雨停止后必须清除仓面积水，不应带水抹面压光作业。降雨过后若衬砌混凝土尚未初凝，对混凝土表面进行适当的处理后才能继续施工；否则应按施工缝处理。雨后继续施工，需重新检测骨料含水率，并适时调整混凝土配合比中加水量。

2.3 高温季节施工

日最高气温超过30℃时，宜选择在早晨、傍晚或夜间施工，并采用添加缓凝剂、控制水温等相应措施保证入仓混凝土温度不超过28℃；当现场气温超过35℃时，应停止施工。加强混凝土出机口和入仓混凝土的温度检测频率，并应有专门记录。高温季节施工可增加骨料堆高，骨料场搭设防晒遮阳棚、骨料表面洒水降温等措施降低混凝土原材料的温度，并合理安排浇筑时间、采用加冰或加冰水拌和、对骨料进行预冷、掺加高效缓凝减水剂等方法降低混凝土的入仓温度。混凝土运输罐车采取防晒措施、混凝土输送带搭建防晒棚等措施降低入仓温度。

2.4 冬季低温季节施工

冬季施工过程中，衬砌面板混凝土质量控制的重点就是温度控制，温度过低将影响混凝土强度的提升，且受冻后混凝土通水期间易发生冻融破坏，为此须在施工过程中采取措施对混凝土温度有效控制。

低温季节施工可增加骨料堆高和覆盖保温方式，掺加防冻剂、架立锅炉加热水拌和混凝土。拌和水温不超过60℃，当超过60℃时，改变拌和加料顺序，将骨料与水先拌和，然后加入水泥拌和，以免水泥假凝。在混凝土拌和前，用热水冲洗拌和机，并将积水或冰水排除，使拌和机体处于正温状态。混凝土拌和时间比常温季节适当延长20～25%。对混凝土运输车车罐采取保温措施，在混凝土运输车辆外覆盖保温被隔绝外界气温，尽量缩短混凝土运输时间。对衬砌成型的混凝土及时覆盖保温養护，必要时采用蓄热法保温。

三、结语

混凝土施工质量控制重点是浇筑期间及养护期的温度控制。只有每个工序均合格，才能有效的保证衬砌面板的施工质量，预防混凝土裂缝的发生。

参考文献：

[1]南水北调中线干线工程渠道混凝土衬砌施工操作指南（试行）

[2]渠道混凝土衬砌机械化施工技术规程（NSBD-2006）