摘要：输水廊道作为船闸系统重要的组成部分，保证其施工质量是船闸在运行阶段的关键。廊道不断的处在“高速螺旋水流”的环境，对抗冲耐磨防裂的要求极高，其结构完整的重要性也不言而喻，而廊道处在闸首的大体积混凝土结构中，极易产生贯穿裂缝，影响工程质量，本文主要针对输水廊道异形异形弯道界面在施工过程中的裂缝控制技术进行分析。
关键词：输水廊道；裂缝控制；异形弯道；抗冲耐磨
1 引言
随着城市化建设中的水利水运枢纽大力发展，拦河筑坝时，船闸是克服集中落差的一种通航建筑物。闸室输水廊道作为充水和泄水建筑物，在设计过程中为了充分发挥水体动能，快速完成充水和泄水过程，设计者往往将输水廊道断面设计成异形变截面形式，使结构物能更好地适应高水流状态下的抗冲击能力，因而异形变截面的输水廊道受广大设计者的青睐。但是，与之对应的施工难度增大，施工过程中必须采取相应的措施避免裂缝的产生。
2 工程概况
重庆市潼南航电枢纽二期工程船闸输水系统由上闸首阀门段、闸室进出水孔段、下闸首阀门断组成，分左右两侧，单侧长度约120m，其中船闸上闸首输水廊道为异形异形弯道截面，水流呈“螺旋型”高速流动，在平面水平方向的曲线半径为5.0m，在垂直方向的曲线半径为4.5m。落差为7.2m。
图1 船闸廊道布置图
3裂缝主要产生的原因
混凝土结构裂缝主要是由于早期内外部温差过大、混凝土早期收缩、振捣不密实、地基不均匀沉降等因素造成的。输水廊道裂缝产生的原因可能有：
（1）输水廊道与闸首底板为同体结构，大体积混凝土结构物受水泥水化热的影响，内部无法有效散热，短时间内热量集聚，导致混凝土内外温差过大（一般夏季应控制温差不大于25℃，冬季应控制温差不大于30℃），引起的温度裂缝是最主要的原因。
（2）输水廊道整个为异型变截面结构，适应地基的不均匀沉降能力较差，若闸首、闸室混凝土底板前期已出线贯穿裂缝，会严重影响到输水廊道的整体性，造成输水廊道随底板发生不均匀沉降，产生沉降裂缝。
（3）混凝土在终凝之前，表面受热或风影响失水较快而产生的收缩。短时间内混凝土快速收缩产生的裂缝，该裂缝早期表现为表层裂缝，后期可发展为贯穿裂缝。
4裂缝主要控制技术
结合潼南航电枢纽二期工程船闸工程施工，采取从原材选择、混凝土配合比设计、异型模板加工、冷却水管设计以及施工养护等方面优化措施。
（1）通过试验室实测数据可知，单位质量的低热水泥比中热水泥和普通水泥水化热底10%-35%，具体如下表：
表1 各种水泥水化热对比分析
低热水泥大坝混凝土的绝热温升大大低于普通水泥的绝热温升，下降的幅度在10～20℃，对大体积混凝土降低温度应力，减少温度裂缝的效果是非常明显的。
（2）在进行配合比设计时，保证混凝土强度的同时考虑最大限度的减少单位体积混凝土的水泥用量，本次大体积混凝土配合比设计均采用三级配，相同强度的三级配混凝土比两级配混凝土每立方米少使用水泥约30kg-50kg；并且廊道混凝土中按照1kg/m³添加聚丙烯纤维，大大提高了混凝土的抗裂、抗冲磨能力。同时，本工程优化混凝土入仓方式，大体积混凝土均采用50-70mm的塌落度，减少混凝土拌和用水量，采用履带吊、布料机或长臂挖机分层浇筑混凝土。
（3）为减少异形截面模板拼缝处的难点，输水廊道异形断面处均采用定型钢模板，保证异形断面的整体性。
图2 部分异形模板加工图
（4）整个输水廊道高差达7.2m，在廊道高程范围内的混凝土每次浇筑高度控制在不超过3m。冷却水管布置每间隔1.2m布设一层，每层冷却水管单独设置进水口和出水口。同时通过控制冷却水管循环水的速率达到对出水孔温度的有效调节，确保内外温差不至过大。
图3 冷却水管布置图
（5）混凝土浇筑过程中控制入仓温度不大于30℃、分层厚度不大于50cm、加强振捣等，由质检工程师全过程进行旁站。完成后加强养护，采用覆盖透水土工布的形式保持混凝土湿润。同时，分层浇筑过程中，浇筑上层时应仔细检查下层混凝土是否出现干缩裂缝。下层混凝土出现裂缝的处理方式主要分为以下两种情况：
、上层继续浇筑砼的表层裂缝，水平方向沿裂缝凿槽表层宽 100mm，深为 50mm、底宽为 50mm 的梯形槽，并用清水清洗干净，先刷水泥净浆一层，然后用微膨胀细石混凝土分层填充密实，上层继续浇筑之前布设骑缝钢筋。
图4 表层裂缝处理骑缝筋布置
、深层裂缝和贯穿裂缝，对上层继续浇筑砼的深层和贯穿裂缝除采用刻槽、回填细石微膨胀混凝土、布设骑缝钢筋外，还需预埋注浆小导管，小导管采用斜孔沿裂缝两侧均匀布置。在完成上层混凝土浇筑后，在有盖重情况下进行注浆，保证注浆压力与注浆效果。
图5 贯穿裂缝小导管注浆布置
5成果及应用
本工程输水廊道通过采取一系列的预防裂缝措施，从温度裂缝、沉降裂缝、塑性裂缝各方面在施工过程中进行控制，确保了廊道结构的整体性，两端廊道在异形变截面区域实现了零贯穿裂缝，为船闸的正式运行通航提供了保证。
图6 廊道拆模效果图
参考文献：
[1]房建国，谢耀峰 船闸输水廊道裂缝的成因及防治措施[J]（水运工程2006.09）
[2]徐国强，浅谈船闸廊道裂缝的预防和控制[J]（珠江水运2005.11）
作者简介：李敏（1990-），男，中国建筑第八工程局有限公司，中国，上海，助理工程师，本科，从事施工技术。
论文作者:李敏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/19
标签：廊道论文; 裂缝论文; 混凝土论文; 船闸论文; 异形论文; 截面论文; 水泥论文; 《基层建设》2019年第12期论文;