浅谈水库溢洪闸水库溢洪闸裂缝控制

付淑华++胡培华

摘 要：混凝土中产生的各种裂缝不仅对结构产生不良的影响，还可能对整个建筑物产生直接的危害。水工建筑物水下部分的裂缝，会造成水沿裂缝渗漏，水位线以上的裂缝，则会由于气温的反复变化，使裂缝中的毛细水对结构物造成进一步的损伤，从而可能造成结构物的破坏。本文就水库溢洪闸混凝土施工裂缝控制进行分析。

关键词：水库溢洪闸；水库溢洪闸；裂缝控制

引言：

随着建筑业和基础设施建设的高速发展、高质量的块石等不可再生资源的日益匮乏，混凝土替代浆砌块石的现象越来越多，混凝土工程已成为水库除险加固工程中的重点，也是水库溢洪闸施工的关键，混凝土裂缝控制成为水库除险加固工程必须高度重视的问题。

一、工程概况及裂缝产生部位

某水库集水面积154.8 km2，总库容1.12 亿m3，需实施水库除险加固，对原溢洪闸进行了拆除重建，将原五孔每孔净宽2.5 m 的钢筋混凝土平板闸门螺杆式启闭的溢洪闸，改建为三孔每孔净宽4.6 m 的弧形钢闸门液压启闭的溢洪闸，溢流堰由宽顶式改为驼峰堰，溢流堰顶高程32 m。溢洪闸改建工程施工完成后，在对溢洪闸混凝土工程进行检查观测时，先后在溢流堰体、陡槽及溢流堰体与闸墩之间发现了混凝土裂缝和渗水现象，具体情况为：在阶梯式陡槽16.2 m 高程平台以下部位出现顺水流向裂缝，缝线走向基本位于陡槽中心轴线部位，裂缝长约20 m，缝隙细小，约0.1 mm（以下简称裂缝①）。2 在三孔溢流堰体下游弧面中部向下部位各出现1条（中孔2 条）“Y”形裂缝，裂缝部位和形状基本相同，裂缝宽度细微，小于0.1 mm（以下简称裂缝②）。发现溢洪闸闸墩与溢流堰体之间的竖向裂缝有轻微渗透漏现象（以下简称裂缝③）。

二、裂缝产生原因分析

根据裂缝产生的位置、地质条件和较长一段时间的跟踪观察，分析裂缝产生的成因为：在上述三种裂缝产生的情况中，溢洪闸闸墩与溢流堰体之间的竖向裂缝为施工缝，主要是由于堰体混凝土收缩，致使施工缝张开，但缝的宽度不大，所以仅有轻微渗水现象。渗水的主要原因，可能是施工缝预留止水铜片底部封漏砂浆不足造成。虽然该缝本身对于工程结构的安全影响不大，但由于该缝面直接与库水相通，在渗透水流的作用下，可能对混凝土结构使用的耐久性有一定影响，需进行防渗加固处理。①②裂缝都为温度应力裂缝，其产生的原因有二：一是施工过程中，基础温差和混凝土内外温差过大； 二是混凝土收缩过程中受到基础岩石或老混凝土约束，应力无法自然释放，溢洪闸陡槽裂缝的混凝土基础为微风化鞍山岩，溢流堰体混凝土浇筑时，由于基础灌浆工程的施工影响，基础块混凝土的龄期已经达到60 d 以上，基础对上部溢流堰体的混凝土约束作用明显。加之上述两个部位混凝土相对较薄（厚约50 cm），对产生裂缝也有一定影响。从①②裂缝的特征分析，缝②属表面裂缝，由于裂缝的宽度很小，对结构本身影响不大； 缝①属深层裂缝，但裂缝的混凝土基础为大块微风化鞍山岩，因此裂缝对陡槽底板的稳定性影响也不大。但从混凝土结构的耐久性和结构表面情况来看，必须对裂缝进行必要的处理，以防止钢筋锈蚀和混凝土继续胀裂，影响混凝土结构强度和耐久性。

三、裂缝处理

根据裂缝处理的一般原则和水库溢洪闸混凝土裂缝产生的原因与裂缝特征，为进一步提高混凝土结构耐久性，防止裂缝进一步扩展对混凝土结构内钢筋产生锈蚀，影响结构强度，我们对横山水库溢洪闸混凝土裂缝采取了以下措施：

1.①②裂缝处理：一是钢筋防锈； 二是裂缝处理。钢筋防锈采用Sika FerroGard903 防锈浸渍剂，其优点为不改变混凝土表观和水蒸气的扩散能力，经济地延长钢筋混凝土结构的使用寿命，施工简单、经济。

2.对溢洪闸闸墩与溢流堰体之间的竖向裂缝，即施工缝，采用化学灌浆方法进行处理。

a.化学灌浆方法

沿施工缝钻斜交孔与缝相交，再使用适当的灌浆压力灌注化学浆液。化学灌漿材料选用SikaFix106 聚氨酯堵漏剂，利用该堵漏剂遇水膨胀、固化的原理，在施工缝间形成弹性充填垫，以达到止水目的。由于此化学灌浆浆材的粘度小，可灌性高，因而能够很容易地灌入混凝土缺陷部位。SikaFix106 聚氨酯堵漏剂特点：柔韧、通用、扩展型的注射灌浆； 无溶剂、无毒、适用于饮用水的环境； 亲水、再次遇水又会膨胀、保持永久弹性； 优异的粘结力、性能可调。

b.化学灌浆工艺流程

施工准备→查缝定位→布孔→钻孔→清孔→安装灌浆塞、连接灌浆泵→灌浆→清理施工现场→验收

（a）查缝定位：首先根据裂缝发生的部位和情况，确定裂缝类别，再检查裂缝的深度，为布孔提供第一手资料。

（b）布孔：根据裂缝情况和所用灌浆材料的流动性等性能进行布孔。因裂缝③一侧为闸墩，只能采用单面布孔进行灌浆处理，布孔间距一般为30～50 cm。灌浆布孔由溢流堰顶起向下一直布至溢流堰体与底板连接处，布孔间距50 cm。

（c）钻孔：采用德国进口电锤钻孔，最大孔深可达85 cm，孔径范围Φ6～Φ20，孔深以过缝3～5 cm 最佳，钻45°斜孔。在30 m 高程以上裂缝灌浆钻孔的深度采用80 cm，钻60°斜孔； 在30 m 高程以下裂缝灌浆钻孔的深度采用50 cm，钻45°斜孔。

（d）清孔：灌浆前应对成形的孔进行清理，清除孔内石粉等杂质。

（e）安装灌浆塞、连接灌浆泵：利用膨胀原理加工而成的膨胀型灌浆塞，并且在膨胀型灌浆塞内部设有两道单向阀，灌浆结束后，单向阀能够有效的防止灌入的浆材倒溢，保证了灌浆的质量。灌浆塞经独特设计，它由塞体和灌浆杆两部分组成。塞体所钻孔孔径为Φ8 mm。

（f）灌浆：

灌浆顺序自下而上、由低向高，逐一连续进行。对施工缝和细微的裂缝采用较高的压力进行灌浆，最大灌浆压力约为混凝土抗压强度的1 / 10。用SikaFix106 ∶水=1 ∶10 的浆液进行灌注。对伸缩缝灌浆时，利用上层止水片出浆，灌浆开始时控制压力及进浆率，等绕过上层止水漏出的浆液初凝后，提高灌浆压力至1.0 MPa，持续灌浆10 min 后即可结束灌浆。施工缝、细微裂缝灌浆开始时控制压力和进浆速率，逐渐提高灌浆压力至缝面出浆后，保持5 min 即可结束本孔灌浆，改灌相邻灌浆孔。当相邻孔灌浆后，缝面出浆不能连通时，应在两孔间补孔。所有孔灌浆结束后，使用环氧沙浆进行封孔。

结束语：

在水库除险加固溢洪闸施工中，要认真分析混凝土施工中裂缝的成因，从设计开始抓起，在施工过程中严格控制，从材料选用、施工工艺、日常养护等方面及时采取保障措施，避免和减少裂缝的产生，确保工程建设质量。

参考文献

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[5] 刘宝国.创新工作思路 加大建管力度 切实做好病险水库除险加固工作[J].水利天地.2011（07）endprint