浅谈南水北调工程渠道衬砌混凝土裂缝控制措施

摘要：南水北调中线郑州2段3标渠道衬砌混凝土施工已经进入施工高峰期。施工中，通过对混凝土裂缝产生原因的深入调查研究，采用合理、正确的施工方法和相对应的预防措施，基本上避免了混凝土裂缝的产生，从而确保了标段渠道衬砌工程正常施工，也为我局承建的南水北调中线其它标段工程渠道衬砌施工提供了宝贵的裂缝预防施工经验。同时，也为今后大中型渠道衬砌施工取得一定的施工经验。

关键词：渠道衬砌，混凝土裂缝，控制

Abstract: The canal lining crack construction of 3﹟of Zhengzhou No.2 section in central line of North-to-North Water Transfer project has entered the peak construction period. In the construction, according to the deep investigation and study of the causes of concrete cracks, by adopting reasonable and correct construction methods and the corresponding preventive measures can avoid the concrete cracks generally, so as to ensure the normal construction of the canal lining in the section, and provide valuable prevention experience of cracks construction for our bureau in other sections of this project, as well as construction experience for the future canal lining of medium and large in scale.

Key words: canal lining; concrete crack; control

中图分类号：TU528.1 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2012)

1、前言

南水北调工程主要建设内容为大断面渠道现浇混凝土衬砌。我国大型调水工程刚刚起步，在衬砌技术、机械设备、施工工艺等诸多方面尚存在差距。大断面渠道衬砌，衬砌混凝土厚度8cm、10cm，混凝土面积较大，在混凝土密实、成型、施工工艺等方面有其独特的特点。为了确保衬砌混凝土质量，必须采用合适的施工机械，并熟悉施工工艺，同时采取一系列必要的施工措施和手段，指导混凝土衬砌工程施工。

2、工程概况

本标段起点断面设计流量295m3∕s、加大流量355m3∕s，终点断面设计流量285m3∕s、加大流量345 m3∕s。渠道最大挖深约33m，最大填高1.2m左右。

总干渠渠道采用梯形断面，设计渠底宽度为17.5～14.5m，渠底内一级边坡1:3～1:3.25，一级马道(堤顶)宽5.0m，渠道纵比降为1/26000和1/23000。渠道衬砌主要采用砼衬砌，复合土工膜防渗，渠道衬砌采用现浇砼板，渠坡板厚10cm、渠底板厚8cm。郑州属寒冷地区，衬砌砼设计标准C20W6F150，砼衬砌板间设伸缩缝和沉降缝，间距4m交替布置，缝宽2cm，迎水面填充2cm密封胶，下部填充闭孔泡沫板，伸缩缝为半缝，沉降缝为通缝。

渠道衬砌边坡结构自下而上为：软式透水管及逆止阀等渠道自排水结构布置、粗砂垫层(渠底20cm厚、渠坡10cm厚)、聚苯乙烯保温板(左坡、渠底25mm厚、右坡20mm厚)、复合土工膜(150g/m2-0.5mm-150g/m2与150g/m2-0.3mm-150g/m2两种)、砼面板(渠底8cm厚、渠坡10cm厚)、砼板伸缩缝、沉降缝缝宽2cm、半缝缝深：6cm，通缝：10cm，上部填充2cm高的聚硫密封胶，下部填充闭孔泡沫板。

3、渠道衬砌裂缝原因分析

根据近一年来的渠道衬砌裂施工现场观察与咨询专家，得出衬砌裂缝产生的位置、产生时间、气温、风力等有关。根据《混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规定(试行)》，缝宽大于0.2mm，裂缝长度大于2m，经查看切缝位置，大多数为贯穿裂缝，判定为Ⅱ类质量缺陷，不能满足规范要求。

一般裂缝的形状为纵向或横向，纵向裂缝主要为诱导缝处，产生的主要原因为切缝不及时;横向裂缝主要发生于土工膜焊缝位置，产生的主要原因是焊缝处上下两层布采用缝纫机缝合，缝合后个别部位工人操作不当，未将布摊铺，而是卷起起来，造成混凝土浇筑后形成一道明显的痕，混凝土受理后，开裂与此。坡面裂缝的主要原因未局部混凝土未振实，盘与盘之间的混凝土坍落度偏差过大，凝结时间不一，形成冷缝。另外局部欠料、布料机行走速度过快、布料搭接宽度不足、振动棒未开启或故障等都能导致不密实;大面积裂缝主要发生于上午布料，下午高温时段收面时产生，主要受气温、风力影响，混凝土表面失水过快，说明浇筑时间选择不合适，我标段在下午浇筑的仓位从未发现大面积裂缝。我标段通过不断现场调研，总结分析裂缝产生的原因，制定了下述控制措施，裂缝得到了有效遏制，从而保证了施工质量。

4、渠道衬砌裂缝控制措施

4.1、严格审查混凝土配合比，严格控制原材料质量。混凝土配合比直接制约着施工质量，尤其是人工砂的石粉含量、水泥安定性、水泥凝结时间，直接影响混凝土的裂缝的发生。

4.2、加强渠道衬砌基面质量控制。挖方严格控制渠道超挖，施工中的超挖、雨淋沟、地质缺陷应严格按设计要求进行处理;填方渠段应严格控制填筑压实度、沉降期。严格控制砂垫层、排水系统砂子的相对密度，尤其是排水管周围砂子必须夯实。以减少衬砌混凝土基础不均匀沉降产生的裂缝。严格控制砂垫层铺设高程，以避免因混凝土厚薄不均匀产生裂缝。保温板铺设应严格控制板面缝隙过大、缺角部位填充密实，不得人为破坏保温板，必要时应进行更换，防止裂缝发生。

4.3、合理安排浇筑时间。浇筑不宜安排在温升阶段，且浇筑应保证混凝土第二次温升来临之前完成收面。同时，应考虑浇筑时的气温与风力的影响，气温过高、风力过大，混凝土表面初凝后失水过快产生收缩、自身体收缩，易产生表面裂缝。

4.4、严格控制浇筑仓位。根据衬砌设备以及施工作业面情况，采用一班制宜采用24m(应结合衬砌机布料宽度)以内的小仓位浇筑，确保及时切缝，必要时可采取小仓位跳仓浇筑，也可避免土工膜褶皱引起的裂缝。

4.5、加强土工膜铺设质量控制，焊缝处土工布接头应严格控制接头方式，避免应混凝土厚薄不均匀产生裂缝，土工膜铺设必须保证松驰紧贴基面;土工膜铺设尽可能控制浇筑过程中土工膜的褶皱，较少土工膜褶皱过大造成混凝土面板厚薄不匀产生裂缝。

4.6、严格控制混凝土拌合物质量。尤其是盘与盘之间的坍落度不宜偏差过大。对于我标段混凝土现场适宜坍落度为6.0-7.0cm，拌和站应控制不大于7.5cm。加强混凝土运输管理，严禁运输途中加水。气温高时，罐车尽量少装料，避免先出来的料坍落度小，而不能满足施工需求。

4.7、加强浇筑过程施工质量控制。混凝土至现场后严禁加水;布料不到位的，应立即补料并振捣至表面出浆;周边混凝土应采用振动棒振捣至表面出浆;布料过程在应注意观察每次布料之间设置适量的搭接，搭接宽度适宜5cm，搭接不足部位或表面无浆部位应采取复振措施，确保搭接部位混凝土的密实度;混凝土浇筑中，对土工膜明显褶皱的部位应采取人工拉平措施，尽可能将褶皱转移至伸缩缝处。收面过程中发现细小的裂缝，可以采取加强抹面。严格控制布料速度，使布料后表面出浆，避免漏振、欠振和欠料密实度不均匀而产生裂缝。

4.8、加强混凝土养护措施。混凝土布料后应及时收面，及时养护，尤其是气温高时。收面压光后应及时涂刷养护剂、覆盖洒水保湿养护，避免暴晒。且必须在温差较大的阶段到来之前把养护剂刷上，形成水膜养护，其要求达到的施工条件就是在此前终凝，具备养护剂施喷条件。

4.9、应严格控制切缝时间。混凝土浇筑后及时切缝，尤其是诱导缝终凝后应立即切割，切缝不能保证不应继续衬砌或加大切缝资源投入。切缝应先切开诱导缝，再切割通缝，最后切割半缝的原则进行施工。

4.10、选择性能良好的衬砌机。我标段根据4台不同厂家的衬砌机衬砌施工效果来看，衬砌机对衬砌施工至关重要。主要选择操作简单、对混凝土适应能力强、衬砌平整度、混凝土密实度、厚度均匀的衬砌机。这就需要我们选择前，花费大量的时间和精力调查了解正在衬砌或已完成衬砌标段的性能好的衬砌设备。

5、结语

由于渠道混凝土衬砌为大体积薄壁混凝土施工，我国大型渠道衬砌较少，参建单位基本上没有大型渠道衬砌施工经验，面对这种局面，我标段2010年12月份开始渠道衬砌至今，经过一年来的衬砌施工调查研究，不断总结经验教训，施工中，严格落实裂缝控制措施，裂缝得到了有效遏制，同时为我局南水北调工程混凝土衬砌施工取得了宝贵的施工经验，希望能够给各参建单位提供施工便利。

参考文献:

[1]狄福明，罗辉，马黔。渠道混凝土衬砌机械化施工技术规程[S]。北京：国务院南水北调工程建设办公室，2006。

[2]曹为民，刘世煌，曹雪玲。混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规定(试行)。[S]。北京：南水北调中线工程建设管理局，2007。