渠道混凝土衬砌面板冻胀裂缝处理措施

韦倩

（豫东水利工程管理局，河南 开封 475000）

1 前言

近年来，国家对基础设施建设高度重视，水利工程建设投资力度空前加大，混凝土衬砌渠道对于水资源紧张的粮食大省河南来说，是水利工程建设的重要组成部分，在农田水利灌溉中作用巨大。当前水利工程建设呈现出时间紧迫、任务繁重的常态化特点，致使施工单位常常为加快进度而不得不在冬季和早春低温环境下施工，加之渠道衬砌混凝土是薄壁素混凝土，渠道衬砌混凝土工程时而会出现冻胀现象，包括臌胀裂缝、隆起架空、滑塌、整体上抬等冻胀破坏形式，其中渠道混凝土衬砌面板冻胀裂缝严重影响工程外观质量和节水效益的发挥，严重影响渠道使用年限和耐久性，应当采取措施积极防治此类问题发生。

2 渠道混凝土衬砌面板冻胀裂缝主要成因

低温天气造成的渠基土冻胀变形是引起渠道混凝土衬砌板产生裂缝的主要原因。受到低温天气的影响，水成为造成冻胀裂缝的活跃因素，含水的渠基土遇冷变为冻土，体积增大，其产生的冻胀力使渠道混凝土衬砌板内部剪应力或弯曲应力超过限度，造成裂缝的形成，从而混凝土结构性、整体性遭到破坏。根据观察和调查，渠道混凝土衬砌面板冻胀裂缝多出现在东西向渠道的阴坡，这是由于阴坡光照少，且易受西北方向而来的寒风影响，坡面温度更低，冻土更容易形成，造成膨胀加剧。

3 渠道混凝土衬砌面板冻胀裂缝预防措施

3.1 合理安排工期

参建各有关单位应坚持贯彻新发展理念，避免忽视工程建设质量客观规律、片面追求工程建设进度、轻视工程建设质量管理工作，应紧紧围绕打造优质工程、民生工程的目标，合理安排工期，杜绝不合理压缩工期，在极端天气、环境下，应减少或停止现场施工作业。

3.2 控制材质质量

参建有关单位要严把混凝土原材料质量关，充分利用检查、调研、检测等形式对混凝土拌和站骨料、水泥等原材料开展监督检查，从各种材料和作业环节入手，包括水泥的储存环境、骨料的质量和品种、是否落实混凝土配合比等内容，加强对拌和物质量的控制，确保混凝土强度、抗冻程度等各方面符合要求。

3.3 优化设计方案

在设计过程中，设计单位应充分考虑气温、气候、地质等因素造成的渠道混凝土衬砌冻胀裂缝缺陷，渠道规划选址应尽量考虑选择南北方向、基土不易冻胀、地下水位不高的条件，细化渠道混凝土衬砌裂缝处理和后续未施工渠道混凝土设计及技术要求，根据工程建设实际情况采取在设计中增设砂石垫层、切混凝土诱导缝、改善排水系统、渠基土换填等设计优化方法，避免因为设计缺陷导致混凝土冻胀裂缝。

3.4 提高作业水平

施工单位应加强自身队伍建设，抓牢抓好一线作业队伍，编制和落实教育培训计划，扎实开展从上而下全覆盖的日常教育培训工作，努力提高作业队伍的责任意识和作业水平，摆脱能力不足的危险；施工单位应严格遵照规程规范、设计文件和施工方案施工，施工单位、监理单位、建设单位应当强化日常监督管理，在低温的条件下，发现问题，及时纠正。

3.5 加强养护工作

施工单位应结合现场实际，依据法律法规规程规范和设计文件编制《冬季施工方案》，监理单位建设单位应严格方案审查工作，确保方案的系统性、合理性和可操作性，方案中应明确和详细说明冬季渠道混凝土衬砌施工及养护的措施，包括广泛依靠火炉、保温板、棉被等等养护措施保温，提高渠道混凝土衬砌施工及养护温度，避免风吹、寒冷等自然因素影响渠道混凝土衬砌质量。

3.6 强化监控检查

加强在整个渠道混凝土衬砌施工事前、事中、事后阶段对渠道的监测工作，安排专人负责，利用仪器监测、参照物对比、眼睛观察等手段，同时要结合建设、监理、施工单位日常巡视检查，及时发现、记录和上报可能出现的问题，建立台账，为尽早处理问题争取时间和数据支撑。

4 渠道混凝土衬砌面板冻胀裂缝处理对策

4.1 确定裂缝类型

通过观察、观测、比对、分析裂缝的性质，确定哪些裂缝属于冻胀裂缝，哪些裂缝属于沉陷裂缝、干缩裂缝、塑性收缩裂缝等非冻胀裂缝，对非冻胀裂缝，应采取其他措施处理。对于冻胀裂缝，应当量测检查判断裂缝的长度、宽度、深度，确定哪些属于贯穿裂缝，哪些属于非贯穿裂缝。对冻胀裂缝的数量、性质进行全面记录统计，为下一步渠道混凝土衬砌面板冻胀裂缝试验和处理工作打好基础。

4.2 开展生产性试验

通常使用裂缝修复处理材料的是水泥基柔性材料或聚氨酯密封胶或聚脲防水材料等，在增加添加剂的基础上制成。参建单位应委托科研机构，建立数学模型，从环保性、耐久性、可操作性、高效性、经济性来考虑，模拟计算出修复材料的物理性能，模拟计算出处理裂缝前凿槽的宽度、深度理论值，模拟计算出涂抹进入裂缝修复处理材料的深度理论值。依据理论成果，对比选择附着力好的、强度高的、寿命长的、接近于混凝土色泽的等优点的裂缝处理材料，选取更可靠的处理方法，委托有经验的裂缝处理科研机构开展试验。加强不同季节、不同材料、不同部位、不同环节的科学横向对比和纵向对比，加强观测，选择合适的材料及工艺。

4.3 确定可靠方案

建设单位、监理单位应督促施工单位根据模拟试验和生产性试验结果，进行系统性总结，制定和完善渠道混凝土衬砌面板冻胀裂缝处理方案，组织权威科研单位和专家召开渠道混凝土衬砌面板冻胀裂缝处理方案认证会，充分汲取科研单位和专家的意见建议，确定合理的方案，并根据方案确定渠道混凝土衬砌面板冻胀裂缝处理作业指导书。

4.4 选择专业人员

工人作为渠道混凝土衬砌面板冻胀裂缝处理的具体实施操作者，其专业和熟练程度是渠道混凝土衬砌面板冻胀裂缝方案落实的关键，施工单位应当选择专业队伍和人员开展裂缝的修复处理工作，实施人员要具有认真好学、吃苦耐劳、责任心强的优点，施工单位还应组织对实施人员进行技术交底和作业指导书交底，对实施人员展开培训考核工作。

4.5 加强检查监督

施工单位应按照已确定的渠道混凝土衬砌面板冻胀裂缝处理严格实施，作业队长、施工员、施工单位应当检查验收，要分解责任目标，奖罚分明，根据裂缝处理效果，让每名人员担负质量责任，得到应有鼓励，确保裂缝修复工作夯实。监理单位、建设单位也要落实监督责任。同时，在完成处理后，还应当对渠道加强养护、观测。

5 结语

渠道长期发挥效益和节水高效运行，必须采取防冻措施。预防渠道混凝土衬砌面板冻胀裂缝和优化渠道混凝土衬砌面板冻胀裂缝修复工作，需要根据灌区工程具体条件和特点，以进一步创新科研工作和实践工作为基础，为农业灌溉高质量发展和水利工程高质量发展提供科学决策支撑。