衡水市水务局建筑工程处 河北衡水 053000
摘要：分析了地下水压采综合治理工程混凝土渠道衬砌施工中，混凝土裂缝的分类及发生的主要原因，简单介绍了预防裂缝发生的重要措施。
关键词：地下水压采；混凝土；渠道；裂缝；分类；成因；预防
地下水压采综合治理工程是当前治理地下水超采的重要工程措施。积极采取各种节水灌溉措施是到2020年压采区压采目标能否实现的关键所在，其中渠道混凝土衬砌是节水灌溉的主要措施之一。而渠道裂缝是影响渠道防渗效果的重要因素。认真研究压采工程中渠道衬砌混凝土裂缝产生的原因，做到事前预防与事中控制相结合，有很强的必要性和实际意义。
1压采工程中渠道衬砌混凝土裂缝主要分类和成因
1.1干缩性裂缝
干缩性裂缝主要是因为混凝土里的水分在混凝土成型并硬化以后，经历长时间蒸发造成的。因为混凝土骨料的干燥收缩一般特别小,所以主要是水泥干燥收缩形成的。这种混凝土后期水分蒸发以及干燥的过程通常为自外及内、自表及里,慢慢完成的。因为蒸发因素,混凝土干燥特别慢,发生干燥性收缩裂缝大多是在数月累积的。干缩性裂缝发生的位置一般在混凝土表层，特别浅、特别细,形状多为网状或平行线分布。干缩裂缝对渠道衬砌混凝土的抗渗性影响较大,显著降低渠道衬砌混凝土的耐久性。混凝土干缩性裂缝大多与混凝土的水泥品种、骨料、外加剂的质量和用量、水灰比等因素有关系。
1.2、收缩性裂缝
渠道衬砌混凝土在凝结硬化的时候,体积就会收缩。一般收缩值随时间增长而逐渐变大。如果养护不到位，或混凝土周围受到约束产生阻止力的时候，就会使得渠道混凝土产生收缩应变,致使混凝土表面出现收缩性裂缝。其主要形成原因有：
(1)施工时混凝土浇筑振捣以后,斜坡上的混凝土由于重力向下流动，多数骨料下落、水泥浆上浮发生混凝土离析现象而开导致开裂。
(2)因施工期间养护不好,混凝土表面没有采取覆盖措施或覆盖不好,经受了风干和暴晒,混凝土表面游离的水分快速蒸发掉,从而产生急剧的体积收缩,此时的混凝土正处于早期低强度阶段,难以抵抗变形应力而导致发生开裂。
(3)混凝土硬化时水泥释放大量的水化热,其内部温度在不断上升后表面就会引起拉应力。而在降温过程中,因受基础和其它约束, 在混凝土内部就会产生拉应力。外部环境气温的降低同样能够在混凝土表面引发较大的拉应力。当拉应力超过渠道混凝土的抗裂能力范围时,便出现了裂缝。多数混凝土的内部湿度变化不大,但表面湿度变化较大。如果养护不好或忽干忽湿,混凝土表面干缩形变受到了内部混凝土的约束影响,也容易产生裂缝。
（4）由于灌区局部地形变化较大，渠道基础结构不同，经常有地基土质不均匀、松软、压实度不够或局部泡水原因产生不均匀沉降所致的混凝土裂缝。有的因模板支立刚度不够,模板支撑异常松动等原因,也会导致裂缝发生。这种裂缝一般表现为深进或贯穿性的,多数有一定的错位,裂缝宽度基本与沉降成正比。当地基变形基本稳定后,裂缝也基本不再变大。
（5）在渠道混凝土衬砌施工过程中，因为机械发生故障、天气突然变化或其它突发性问题，引起混凝土浇筑时被迫中断，不连续浇筑而产生的施工冷缝。因为混凝土已经部分浇筑，而遭遇不可预见的事情造成恢复浇筑的混凝土和前段浇筑的混凝土时间间隔太长，甚至有的前段混凝土已经发生初凝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于渠道衬砌属于薄层面板型结构，这种接缝的处理难以达到一致性要求，所以在混凝土的凝固时，受混凝土收缩的特性影响，就在抗拉应力最为薄弱的接缝处开裂，一般表现为贯穿性沿浇筑前后两段混凝土的结合面走向。
2、压采渠道衬砌混凝土裂缝的预防措施
2.1、加强压采渠道基础土方的回填质量控制
预防沉降裂缝发生首先要搞好渠道基础清表工作。填土之前必须要彻底清除垃圾、杂物，刨除树根等。松软地基必须按照设计要求经处理达到合格。基础压实合格验收后开始上土回填作业。严格控制用于回填的土质和土块粒径。加强土料的含水量监测，保证其在最优含水量一定范围内。尽量采用全断面挖掘方式保证土料的均匀性，使用反铲拌制均匀土料运至渠道填筑现场。在渠道填筑工作面将摊铺均匀的土料含水率再次检测符合要求后，进行碾压夯实。合理划分施工段，相邻作业面掌握均衡上升原则，认真处理好接缝，坚决杜绝欠压、漏压以及超压现象。高差相接时要以斜坡面相接合。当结合面含水量较低时候要进行撒水刨毛处理。整个回填必须按碾压试验和现场确定的碾压参数控制铺料厚度、加水量、碾压遍数。同时严格按照规范标准控制取样频率和试验项目，杜绝“弹簧土”现象发生。尤其注意对于冬季温降太低已不宜施工的必须坚决停工，以确保证工程土方回填质量。
2.2严把渠道土方的开挖质量关
渠道土方开挖之前，必须要进行精确的测量放样。一般在渠道机械开挖时采取挖掘机逐步倒退工作法，分段开挖，掌握精度不得超挖。
利用挖掘机精削时挖掘机斗牙式挖斗换为刮平斗。开挖时一般预留保护层20厘米左右，不得扰动渠道原有土基。在人工开挖保护层时，要按规定高程和边坡线进行仔细修坡作业。在修整时挂线开挖，局部超挖现象，应该立即用修整下来的土料洒水然后夯实回填处理，直至检验合格。开挖完成后的渠道土基不宜暴露时间过长，应该尽快支模衬砌，否则必须采取覆盖保护措施。
2.3加强混凝土原材料和配合比控制
渠道混凝土衬砌工程骨料的选择上一定要选用级配优良的砂子、石子等原材料，通过实验室检验必须合格。因含泥量对结构薄的混凝土防渗性影响较大，所以尽量选取含泥量较小的合格骨料。在渠道混凝土配合比设计中尽量控制水灰比，并掺加适量的减水剂，这样混凝土防渗性能更好。因为配合比设计中砂率和水灰比的选择十分重要，如果设计不当可能造成混凝土和易性差、发生离析、泌水或保水性不良、增加收缩值等情况。施工现场必须注意混凝土的坍落度。一旦塌落度变大，收缩值会变大。根据现场的砂石骨料质量情况应及时对施工配合比加以调整，避免因配合材料问题产生的渠道衬砌混凝土裂缝。
2.4加强混凝土的施工和养护控制
在渠道混凝土浇筑之前，需要进行适量的仓面洒水。渠道混凝土浇筑一般可采取跳仓的方法浇筑，总体按照先浇底板再浇边坡的顺序，尽量避免坡面扰动。衬砌混凝土振捣时振捣均匀平稳，避免过振或漏振。混凝土初凝以后，要保证合理的抹面次数，尽量排除泌水以及混凝土内部的水分与气泡。同时要控制混凝土的入仓温度，尽可能地缩短混凝土运输及等待卸料时间，混凝土运输工具要采取保护措施以减少水分的影响。入仓后及时进行平仓，平板振捣器振捣密实。采取措施降低混凝土的入仓温度，避免出现温度裂缝。
注重混凝土的养护对于预防混凝土表面裂缝相当重要。在渠道衬砌混凝土浇筑完成以后，应及时采取有效的养护措施。一般根据施工条件采用洒水养护。即应在浇筑完成后的12小时以内对渠道混凝土进行覆盖并保湿养护。混凝土采取浇水养护的，对于硅酸盐、普通硅酸盐或矿渣硅酸盐水泥拌合的混凝土，不得少于一周；对于掺加缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于两周；要求浇水次数应该能够持续保持混凝土湿润状态。如果采用塑料薄膜覆盖养护，必须将外露的混凝土表面全部覆盖，保持塑料薄膜内附有凝结水方可。渠道衬砌混凝土在没有达到规定的强度之前，不许拆模作业，也不许随意在混凝土上面走动或堆放物品。
结束语：
压采工程渠道混凝土衬砌裂缝的成因非常复杂，其造成的影响也非常巨大。只有积极采取上述预防裂缝产生的措施，才能提高渠道衬砌内部质量，增强其防渗性能，以更好的节水效果促进压采目标的最终实现。
参考文献：
【1】富文权、韩素芳,《混凝土工程裂缝分析与控制》,中国铁道出版社,2002.5.
【2】、周维博, 李立新, 何武权, 等. 我国渠道防渗技术研究与进展[J]. 水利水电科技进展, 2004,24(5):60-63.
论文作者:刘长江
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/22
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 渠道论文; 骨料论文; 发生论文; 应力论文; 表面论文; 《防护工程》2017年第32期论文;