渠道衬砌混凝土裂缝分析与处理

1、渠道衬砌混凝土裂缝分析与处理杨建平1 寿伟2（1山西省水利水电勘测设计研究院2 中国水利水电第十二工程局有限公司）摘要：南水北调中线工程的一段3.5km长的渠道混凝土衬砌上出现在许多裂缝。文中对裂缝的成因进行了分析，并介绍了裂缝处理的三种方法。关键词：混凝土衬砌；裂缝；处理措施中图分类号：TV672文献标识码：B1 南水北调中线工程11标渠段混凝土衬砌工程概况南水北调中线工程渠道衬砌采用C20W6F15C素混凝土，衬砌机衬砌施工，渠底混凝土厚度为8cm、边坡混凝土厚度为 10cmo横缝每12m设一道通缝、中间4m间隔采用切缝，切缝深度 7cm, 纵缝以4m左右设一道切缝，切缝深度为67cm,渠

2、底中间设一道通缝。渠道11标地处河北省新乐市，渠道全长 4.9km，全部为土渠段，地质岩性多为黄土状壤土、砂壤土、沙砾等。渠段内地 下水的类型主要为孔隙水，主要赋存于第四系全新统的砂土及砾卵石含水层中，地下水埋深一般1025m多属潜水。地下水与地表水联系紧密，具有较强或强的富水性和强透水性，部分具中等透水性。渠段内冻土为季节性冻土，冻土厚度0.780.88m。混凝土下采用复合土工膜加强防渗，土质基础铺设聚苯乙烯泡沫塑料板保温防冻。2渠道混凝土裂缝的出现至2007年11月底已衬砌渠道3.5km , 2008年1月5日检查，渠道左、右边坡、渠底出现 裂缝共计53处；2008年2月3日再次检查，渠道

3、左、右边坡、渠底裂缝增加到183处，其中渠左、渠底裂缝比前期数量大量增加，渠底裂缝大部分位于渠底低洼积水处，同时这些部位出现混 凝土表皮脱落；部分混凝土板隆起，最大隆起高度40mm裂缝出现的时间及部位见表 1。表1渠道衬砌混凝土裂缝统计裂缝岀现时间裂缝数量/条部位走向宽度/mm基础土质结构形式2007.12.17 2右边坡纵向0.21壤土 /砂混凝土 +膜+保温板2008.1.54左边坡纵向0.21壤土 /砂混凝土 +膜+保温板2007.12.25 2008.1.54渠底纵向0.20.8砂混凝土 +膜+保温板2007.12.17 2008.1.539右边坡纵向0.21.6壤土 /砂； 砂/壤土

4、；砂混凝土 +膜2左边坡纵向0.20.8壤土 /砂； 砂/壤土；砂混凝土 +膜2渠底纵向0.20.5砂土；砂混凝土 +膜2008.1.5 39右边坡纵向0.21.8壤土 /砂；混凝土 +膜2008.2.3砂/壤土；砂42左边坡纵向0.2 1.5壤土 /砂； 砂/壤土；砂混凝土 +膜49渠底纵向0.2 1砂土；砂混凝土 +膜3渠道混凝土裂缝成因分析从表1中裂缝出现的时间、部位、形状和裂缝发生的环境条件分析，结合有关资料，笔者将 引起裂缝的原因归结为两类： 3.1基础冻涨引起的裂缝3.1.1基础冻涨的原因基础冻涨是由于在负温天气下，基础土质中的水结冰造成基础体积膨胀，当膨胀达到混凝土抗折强度极限时

5、，导致混凝土板断裂，基础冻涨必须具备负温和一定的含水量两个主要因素。据气象统计资料显示，1月是当地全年最冷的月份，月平均气温为-2.8 C,冻土厚度达0.780.88m。2008年12月至1月最低气温达-8 C,平均负温天气持续近一个月。根据基础含水量测定，砂土层含水量 5.7%8.7%，壤土层含水量 12.5%14.2%，砂层含水量 5.6%6.2%，很明显壤土 层含水量偏高，正是由于这两个主要因素的存在造成了基础冻涨。3.1.2 裂缝的形成本段地质情况是渠道边坡下部和渠底基础土质多为砂土或壤土，由于地面水的下渗，加之本区域地下水与地表水联系紧密，具有较强或强的富水性和强透水性，使得砂土和壤

6、土层含水量偏 高，并且形成持水层，基础极易受冻。从渠道边坡发生裂缝的部位分析，渠坡上部发生裂缝41处，而下部裂缝 87处，渠道下部砂土或壤土基础部位的裂缝明显高于上部砂层基础部位的裂缝。 并且大部分裂缝发生在未铺设聚乙烯保温板的渠段，已铺设聚乙烯保温板的渠段仅出现少量裂缝。从裂缝发生的时间上分析，渠底和渠左边坡裂缝较渠右边坡出现时间晚，但裂缝数量急剧增加。 渠道走向为西南至东北向，渠左边坡为阳面，渠底处于半阳面，所以裂缝出现时间较晚。从裂缝 的形状看，裂缝处混凝土板均有隆起现象，缝口上大下小。冬季后检查裂缝时，发现大部分裂缝 在基础冻涨消失后有所收缩，隆起的混凝土板不同程度的回落。综合以上裂缝

7、发生的情况，可以 看出，基础冻涨导致了衬砌混凝土板裂缝的出现。3.2混凝土表面冰冻引起的裂缝2008年1月5日前出现53处裂缝，其中渠道右边坡出现39处，渠底和渠左边坡各 2处。2008年1月5日至2008年2月3日之间，出现130处裂缝，渠道左边坡和渠底大量增加。渠道 边坡由于后期气温急剧下降的原因，直接造成了混凝土板裂缝大量增加和隆起。2008年1月份出现的两次降雪，使渠底低洼处出现积水，随气温的降低，积水处混凝土表面出现冰冻。根据有关 资料统计，当地最冷月平均气温-3 C时，最低可达-10 C以下，可出现 6070次通过0C的正负交替次数。另据有关研究水结冰的膨胀体积公式：Ud=0.09

8、 S U M式中 Ud毛细管水的过剩体积（膨胀体积）；U毛细管的空隙体积；S饱和度； M成冰率。可知，水完全结冰可产生 9%的体积膨胀，使混凝土遭受很大的内部破坏力。渠底的积水造 成了混凝土处于完全饱和状态，冰冻后混凝土体积膨胀更为严重。由于日夜气温的交替变化，经 过冻融交替，使渠底积水处混凝土板出现裂缝。同时，此处的混凝土表皮大面积脱落，正是由于 混凝土出现冻融交替，使得混凝土表面遭受更为严重的破坏。3.3 保温措施不足造成的基础冻涨已衬砌完成的3.5km渠道，只有1km段的基础采取了铺设聚乙烯保温板防冻措施，本段渠底只出现 4 处裂缝，渠坡 6处裂缝，其余未铺设聚乙烯保温板渠段的渠底裂缝

9、51 处，渠坡裂缝 122 处。由此可见，聚乙烯保温板对基础的隔热防冻起着关键作用，未铺设聚乙烯保温板的渠段基础 冻涨严重，直接导致了混凝土板裂缝的出现。4 渠道裂缝处理根据裂缝的宽度、裂缝的分布数量和材料的不同特性，采用不同的处理方法。处理后的裂缝 要能保证结构原有的整体性以及防水防渗漏的要求。本工程采取表面涂抹、凿槽嵌缝、拆除重新 浇筑混凝土等方法。4.1 表面涂抹处理对于缝宽0.2mm的裂缝，涂抹水泥基渗透结晶型防水材料进行表面处理，即可以保证原混凝土的整体性，又可利用防水材料的渗透作用，填塞缝隙，达到防水的目的。缝宽0.2mm 0.4mm的裂缝，由于裂缝较宽，进行凿槽嵌缝处理，保证修补

10、材料的牢固性。嵌缝 材料为水泥基柔性防水材料或聚硫密封胶。4.2.1 材料性能双组分聚硫密封胶是以液态聚硫橡胶为基料配制而成的常温下能够自硫化交联的双组分密封 胶，对金属及混凝土等材质具有良好的粘接性，可在连续伸缩、振动及温度变化下保持良好的气 密性和防水性，耐久性甚佳。明渠专用聚硫密封胶是渠道工程选定的填缝材料。4.2.2 施工方法及要求1 ）水泥基柔性防水材料 沿裂缝方向凿成一个宽 25mm深38mm的“ U”型槽沟，槽深为槽宽的 1.5倍。 清除缝内的污物及杂质，用清洁的压力水彻底冲洗、湿润，确保施工面干净、潮湿。 粉料、液料按约 5: 1的比例混合成厚质膏状。 将拌和好的防水砂浆填入槽

11、内压实，为确保表面平整度，在初凝具有一定强度后立即进行 找平处理。 施工环境温度不宜低于 5C和高于40C，拌和好的料浆在 20min内用完。2）聚硫密封胶 沿裂缝方向凿成一个宽 25mm深38mm的“ U”型槽沟，槽深为槽宽的 1.5倍。 清除缝内的污物及杂质，并保持缝内干燥。 将混合好的双组分底涂液涂刷在被粘表面上，干燥成膜。 按产品使用规定的配合比， 将两个组分混合， 达到色泽均匀无色差， 填平密封处， 并压实。4.3 拆除重新浇筑混凝土对于单块混凝土板抬动 1cm以上且有多处裂缝的进行拆除处理， 拆除后对基础的冻涨层清除， 更换与原基础介质相同的材料， 压实度达到设计指标后重新浇筑混凝

12、土； 抬动 1cm 以上裂缝较少， 且裂缝危害不大的只对裂缝进行处理。5 结论 据统计，南水北调渠道沿线有 18 个标段的衬砌混凝土均出现类似裂缝，其中只有一个标段 衬砌混凝土为岩基，裂缝较轻，其余标段衬砌混凝土基础均为土质和砂砾料，裂缝较为严重。渠 道衬砌混凝土板厚仅 810cm,极易受基础冻涨而出现裂缝甚至断裂，结构设计时应对引起基础 冻涨的原因进行综合分析，采取足够的保温措施。1 ）设计时应根据不同的地质情况采取足够的保温措施,特别是对含水量高的土质基础和背 阴面渠坡,保温板的设计是重要的环节。根据对渠道混凝土板裂缝分析及处理措施专题研究,及 时对原设计进行完善,后期衬砌的混凝土且未铺设

13、保温板或换填砂砾料的基础,全部增设聚乙烯 泡沫板保温层,加强了对基础的保温措施。2）施工中严格控制保温板拼接质量,保温板尺寸应尽量大,板面完整无损,并且板间应粘 结,提高保温效果。施工期较长的渠道,气温较低时应及时清理渠道底部的积雪、积水,防止混 凝土冻融而出现裂缝。3）基础冻涨消失后,抬起的混凝土板有不同程度的回落,根据裂缝的宽度,选用相应的刚 性和柔性防水材料,采取表面涂抹、凿槽嵌缝的方法进行修复,既达到了修复防水的目的,又防 止了因混凝土板回落不一致和裂缝变化造成的防水修复材料的脱落和撕裂,保证了混凝土修复的 效果。4）由于渠道临时通水,渠底裂缝和表皮脱落缺陷暂未处理,待渠道停水后渠底裂

14、缝可按上 述原则及方法进行处理。 表皮脱落可参考以往的处理方法, 采用表层涂丙乳砂浆的办法进行处理。 作者简介： 杨建平,男, 1965 年生, 1988年山西农业大学毕业,工程师。 收稿日期： 2008-12-20Analysis on Formation Causes of Cracks on Canal Concrete Lining and Treatment MeasuresYANG Jian-ping SHOU WeiAbstract: Many Cracks were occurred on concrete Lining of a section of canal, which

15、 is 3.5 km long and is located in middle line project of South-to-north Water Transfer Project. The formation causes of cracks are analyzed and three methods to treat these cracks are introduced.Key words: canal concrete crack analysis treatment11F面是赠送的保安部制度范本，不需要的可以编辑删除!谢谢!保安部工作制度一、认真贯彻党的路线、方针政策和国家

16、的法津法规，按照#年度目标的要求，做好#的安全保卫工作，保护全体人员和公私财物的安全， 保持#正常的经营 秩序和工作秩序。二、做好消防安全工作，认真贯彻“预防为主”的方针，教育提高全体人员的消防意 识和防火知识，配备、配齐#各个楼层的消防器材，管好用好各种电器设备，确 保#各通道畅通，严防各种灾害事故的发生。三、严格贯彻值班、巡检制度，按时上岗、到岗，加经对重要设备和重点部位的管理, 防止和打击盗窃等各种犯罪活动，确保#内外安全四、加强保安队部建设，努力学习业务知识，认真贯彻法律法规，不断提高全体保 安人员的思想素质和业务水平，勤奋工作，秉公执法，建设一支思想作风过硬和业务 素质精良的保安队伍

17、。11、保持监控室和值班室的清洁干净，天天打扫，窗明地净。12、服从领导安排，完成领导交办任务5、积极扑救。火警初起阶段，要全力自救。防止蔓延，尽快扑灭，要正确使用灭火 器，电器，应先切断电源。6、一旦发生火灾，应积极维护火场秩序，保证进出道路畅通。看管抢救重要物资,疏散危险区域人员九、协同本部门或其他部门所进行的各项工作进行记录保安员值班操作及要求、交接岗1、每日上午9时和下午19时 为交接岗2、交接岗时将当班所接纳物品清点清楚，以及夜班所发生的情况未得到解决的需面汇报。检查值班室内外的卫生状况，地面无纸屑，桌面无杂物，整齐清洁。、执勤18:001、7:50 8:10、13 : 50 14 : 10 立岗迎接上班人员；12:00 12:20、18:20立岗送下班人员。2、值勤时做到遇见领导立岗，检查物品立岗，外来人员进出立岗3、门卫室值勤时，应做到坐姿端正，注视监视器的动态，做好接待工作，值勤期间 不看书报电视，听收音机。不与无关人员聊天，劝阻无关人员不要在门卫室寄存物品 或打电话，禁止打瞌睡。4、维持门口秩序，使之保持畅通。5、熟记消防，报警，救护及内部联系电话。三、巡逻巡逻是防盗及发现#有不安全因素的重要措施。1、每天按照巡检制度定时轮流巡逻。2、巡逻时思想集中，保持高度警惕，不吸烟，不与无关人员闲聊，并将每一点所发 生情况记录清楚，巡逻时做到勤走动，勤思考，勤