水利水电工程施工中混凝土裂缝的防治

张 强

（山西省水利建筑工程局有限公司山西太原030006）

1 水利水电工程施工中混凝土裂缝带来的危害及原因

1）混凝土裂缝带来的危害

水利水电工程施工过程中水压过大时会导致裂缝发生并会扩大裂缝范围。从相关调查中不难发现，当水利水电工程中有裂缝现象时会给整体结构带来破坏。出现裂缝时水泥与二氧化碳会产生化学反应，出现碳化现象。且在潮湿的环境下会导致化学反应，致使钢筋造成破坏。

2）混凝土裂缝的主要原因

混凝土裂缝原因主要有：混凝土收缩现象所导致的裂缝、因温度原因所导致的裂缝、因材料质量所导致的裂缝、因养护不当所导致的裂缝[1]。

2 水利水电工程中大体积混凝土裂缝防治对策

现以八泉峡供水工程为例，叙述混凝土裂缝防治的对策。

2.1 八泉峡供水工程概况

八泉峡水库位于山西省长治市壶关县桥上乡桥上村上游约4 km 的八道水河上，工程主要由混凝土重力坝、泄洪排沙底孔、引水系统等建筑物组成。大坝坝顶高程891.6 m，最大坝高67.6 m，坝顶长66.54 m，宽5 m（见图1）。大坝建成后，可确保下游人民防洪安全，促进景区旅游开发，提高太行山大峡谷旅游区收入，同时，通过已建成输水管线向沿线村庄及县城人民提供供水。届时，增强了其经济效益和社会效益。

图1 八泉峡大坝主体效果图

2.2 大体积混凝土防止裂缝措施

裂缝对混凝土建筑物的整体性、耐久性和安全性影响极大，如何防止混凝土裂缝，混凝土的温控措施尤为重要。八泉峡水库大坝为重力式混凝土结构，混凝土浇筑方量大，浇筑高峰期处于夏季和冬季，为防止混凝土裂缝该工程采取了一系列措施。

2.2.1 控制混凝土配合比

混凝土材料中的原材料主要包括水泥、砂石、骨料、水及膨胀剂等。在进行混凝土配合比设计时想要有效避免裂缝现象应确保混凝土性能可以与现场施工相适应，在保证施工要求的混凝土各项指标合理前提下，采用常态混凝土或低流态混凝土；改善骨料级配，掺入粉煤灰和高效减水剂，从而减少混凝土中的水泥用量，延长混凝土初凝时间；通过掺入掺和料来降低水泥使用量，提升混凝土和易性，在混凝土施工过程中可以避免水泥水化热所带来的影响。

2.2.2 降低混凝土的入仓温度

主要从以下两个方面进行：

1）降低混凝土出机口温度

（1）骨料温度降低

高温季节时，粗细骨料场搭设遮阳棚，保证骨料不直接曝晒，并在料场周边安装喷水喷雾装置，必要时进行喷水雾降温。

（2）用于拌合混凝土的水尽量采用冷水，必要时采用加冰或加冰水拌合。

2）减少运输浇筑过程中温度回升

（1）防阳隔热设施，运输混凝土的汽车侧壁要隔热、车辆顶部加装遮阳棚；合理组织施工，避免车辆多次转运。

（2）必要时在混凝土仓面设置冷却水管，通过仓面预埋冷却管确保内部混凝土温度不会急剧上升。

（3）调整浇筑时段，根据施工整体安排，混凝土浇筑选择在低温季节、低温时段浇筑时间。

2.2.3 浇筑顺序及及温度监测合理化

该工程坝体混凝土划分四个坝段，混凝土浇筑时采用跳仓浇筑的方法（见图2），先浇筑右岸挡水坝段，再浇筑左岸溢流坝段，然后浇筑右岸溢流坝段，最后浇筑左岸挡水坝段；为充分利用浇筑层顶面散热的有利因素，每个坝段混凝土上下层浇筑的间隔时间不小于5 天，四个坝段之间浇筑时间间隔大于3 天。

图2 混凝土跳仓浇筑浇筑示意图（单位：m）

2.2.4 做好混凝土保温措施1）基本要求

（1）当室外连续五天日平均气温低于5℃或日最低气温降低到-3℃时，采取草袋或棉被等保温材料覆盖防护。

（2）每天安排专人密切关注天气预报，防止遭受寒流、风雪、霜冻等影响。

（3）做好温度监测和记录。

①混凝土施工期每个班进行2 次外界温度的测量；

②混凝土施工期每个班进行6 次水温和骨料温度的测量；

③混凝土施工期每个班进行5～7 次混凝土出机温度和浇筑温度的测量；

④混凝土浇筑后5 天内，进行养护温度的测量。

（4）砂石骨料在进入低温季节前储备足够，低温季节来临时，用棉被或其它保温材料进行覆盖，防止冰雪冻结。

（5）在冬季施工混凝土中的水泥用量不少于300 kg，水灰比不大于0.6，并加入早强剂。必要时根据气温情况来确定是否掺加防冻剂。

（6）严格控制混凝土坍落度，加入高效减水剂，减少混凝土中的用水量，来防止冬季带来的冰冻影响。

2）低温季节混凝土的拌制

（1）低温季节混凝土拌制时的用水，采取锅炉加热，并延长搅拌时间。

（2）低温季节来临时，根据气温及实验来确定防冻剂及早强剂的掺量。

（3）骨料利用低温季节前储备筛洗好的的成品料。

（4）根据现场骨料及外加剂情况，临时调整施工配合比中的用水量，从而控制混凝土水灰比。

（5）混凝土拌合物的出机口温度不宜低于10℃，入仓温度不得低于5℃。

另外，混凝土入仓后在混凝土表面履盖草袋或棉被进行保温。

2.2.5 充分做好混混凝土养护工作

想保证工程施工质量应充分做好混凝土构件养护工作，也就是混凝土浇筑作业结束后应根据实际情况完成混凝土构件养护，从而保证混凝土结构的整体性、耐久性及安全性。水利工程混凝土施工中水热化问题是比较常见的，假如没有处理好水热化问题就会增加混凝土裂缝发生率。混凝土养护常用养护方法有自然养护法、保温养护法或洒水保湿养护法等，该工程采用洒水保湿养护法，混凝土浇筑完毕待初凝时进行洒水并塑料薄膜覆盖，混凝土浇筑后14 天内，加强观测其养护温度。

3 混凝土裂缝出现后的处理

工程出现混凝土裂缝时相关施工人员应及时对产生裂缝的原因进行分析并进行积极处理，避免裂缝问题给后续施工所带来的影响。工程施工人员发现混凝土裂缝后应进行观察，并对裂缝裂性、大小及发展等进分析，从而合理选择混凝土裂缝处理方式。在进行混凝土裂缝处理工作时施工人员应对处理流程进行规范（见图3）。总的来说，当工程出现混凝土裂缝时应严格按照流程对裂缝进行修复并保证修复效果。基础处理是裂缝处理的基础环节，若处理不当会给混凝土裂缝处理效果带来不利的影响。所以在处理混凝土裂缝时施工人员应认识到基础处理环节的重要性，保证修复效果。完成混凝土裂缝基础修复工作后施工人员应对裂缝进行及时处理，可以采用土桩、耐火喷漆或砂浆涂抹等方式，并对混凝土表面进行抹平处理，保证处理效果可以达到相关标准。

图3 混凝土裂缝处理流程

4 结语

近些年来我国加大了基础设施建设力度，因此水利水电工程也得到更多关注，其与人们日常生产生活有着直接的联系。但是水利水电工程施工过程中混凝土裂缝现象比较常见，因此相关人员应对导致混凝土裂缝原因进行分析并进行积极管控，降低水利水电工程裂缝问题发生率，提升水利水电工程混凝土结构施工质量，从而促进水利水电工程行业快速发展[2]。