南水北調中線干線工程渠道襯砌混凝土裂縫預防及養護施工措施

周洪彥

【摘要】針對南水北調中線干線工程渠道襯砌混凝土面板較薄，在機械化襯砌或人工襯砌施工過程中，襯砌面板易產生裂縫，施工質量難以控制的問題，提出了常見的裂縫類型和預防措施，以及養護施工措施。

【關鍵詞】渠道襯砌；裂縫預防；養護施工

南水北調中線干線渠道工程的混凝土面板，采用機械化襯砌或人工襯砌，施工過程中產生了不同程度的裂縫。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，這樣就降低混凝土材料的承載能力、耐久性及抗滲能力，影響渠道外觀、使用壽命，混凝土裂縫產生的原因很多，有變形引起的裂縫：如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫；有機械設備在施工過程中引起的裂縫；有養護環境不當引起的裂縫等等。根據實際情況，在施工過程中分析裂縫產生的原因來采取預防及處理。

一、 渠道機械化襯砌混凝土工程中常見的裂縫及預防

1.干縮裂縫及預防

干縮裂縫多出現在混凝土養護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發會產生干縮，且這種收縮是不可逆的。裂縫的產生主要是由于混凝土內外水分蒸發程度不同而導致變形不同的結果：混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大，內部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內部約束，產生較大拉應力而產生裂縫。相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，裂縫越易產生。裂縫多為表面性的平行線狀或網狀淺細裂縫，寬度多在0. 05～0. 2mm之間，裂縫通常會影響混凝土的抗滲性及外觀。混凝土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量等有關。

主要預防措施：（1）選用收縮量較小及安定性穩定的水泥，一般采用中低熱及強度較高水泥和粉煤灰水泥。（2）混凝土的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大，干縮越大，因此在混凝土配合比中應盡量控制好水灰比的選用，同時摻加合適的減水劑。（3）嚴格控制混凝土施工中的配合比、坍落度、機械滑模的行走速度、提漿機提漿、抹面時間。（4）加強混凝土的早期養護，并適當延長其養護時間。（5）嚴格按照設計要求切割收縮縫（混凝土強度在5Mpa左右為最佳）。

2.溫度裂縫及預防

中線工程溫度裂縫多發生在混凝土澆筑后，在硬化過程中，水泥水化產生大量的水化熱，由于晝夜溫差較大，很容易造成內部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產生一定的拉應力（實踐證明當混凝土本身溫差達到25℃、26℃時，混凝土內便會產生大致在5MPa左右的拉應力）。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產生裂縫，這種裂縫多發生在混凝土施工中后期。

主要預防措施：（l）改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，降低水化熱。 （2）在氣溫較高時，采取一些辦法（在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現時間。）來降低混凝土的入倉溫度。（3）加強混凝土養護，及時用濕潤的草簾、無紡布等覆蓋，適當延長養護時間。

二、養護施工措施

襯砌混凝土屬薄板結構，抗裂要求較高，必須加強養護措施。

1.常溫天氣施工

襯砌混凝土保證濕潤養護不少于28天。混凝土養護設專人負責，并作好養護記錄。抹面完成后應及時采用土工布加塑料薄膜（一布一膜）進行浸濕后覆蓋養護。干熱風天氣施工時，宜采用噴霧器不間斷噴霧，保持土工布處于濕潤狀態，改善混凝土施工部位環境濕度。

2.特殊天氣施工

在混凝土澆筑季節，認真收聽天氣預報，及時了解天氣變化，結合分析整理的氣象資料，制定混凝土施工應急預案，報監理單位批準。在施工中如果遇到特殊氣候，立即啟動應急預案，采取應急措施，保證襯砌混凝土施工質量。

2.1 風天施工

采取必要的防范措施，防止塑性收縮裂縫產生。適當調整混凝土出機口的坍落度。正在襯砌的作業面及時收面并立即養護，對已經襯砌完成并出面的澆筑段及時采取覆蓋塑料布等養護措施。

2.2 雨天施工

雨季施工要收集氣象資料，并制定雨季雨天襯砌施工應急預案。砂石料場做好排水通道，運輸工具增加防雨及防滑措施，澆筑倉面準備防雨覆蓋材料，以備突發陣雨時遮蓋混凝土表面。當澆筑期間降雨時，啟動應急預案，澆筑倉面搭棚遮擋防雨水沖刷。降雨停止后必須清除倉面積水，不應帶水抹面壓光作業。降雨過后若襯砌混凝土尚未初凝，對混凝土表面進行適當的處理后才能繼續施工；否則應按施工縫處理。雨后繼續施工，需重新檢測骨料含水率，并適時調整混凝土配合比中加水量。

2.3 高溫季節施工

日最高氣溫超過30℃時，宜選擇在早晨、傍晚或夜間施工，并采用添加緩凝劑、控制水溫等相應措施保證入倉混凝土溫度不超過28℃；當現場氣溫超過35℃時，應停止施工。加強混凝土出機口和入倉混凝土的溫度檢測頻率，并應有專門記錄。高溫季節施工可增加骨料堆高，骨料場搭設防曬遮陽棚、骨料表面灑水降溫等措施降低混凝土原材料的溫度，并合理安排澆筑時間、采用加冰或加冰水拌和、對骨料進行預冷、摻加高效緩凝減水劑等方法降低混凝土的入倉溫度。混凝土運輸罐車采取防曬措施、混凝土輸送帶搭建防曬棚等措施降低入倉溫度。

2.4 冬季低溫季節施工

冬季施工過程中，襯砌面板混凝土質量控制的重點就是溫度控制，溫度過低將影響混凝土強度的提升，且受凍后混凝土通水期間易發生凍融破壞，為此須在施工過程中采取措施對混凝土溫度有效控制。

低溫季節施工可增加骨料堆高和覆蓋保溫方式，摻加防凍劑、架立鍋爐加熱水拌和混凝土。拌和水溫不超過60℃，當超過60℃時，改變拌和加料順序，將骨料與水先拌和，然后加入水泥拌和，以免水泥假凝。在混凝土拌和前，用熱水沖洗拌和機，并將積水或冰水排除，使拌和機體處于正溫狀態。混凝土拌和時間比常溫季節適當延長20～25%。對混凝土運輸車車罐采取保溫措施，在混凝土運輸車輛外覆蓋保溫被隔絕外界氣溫，盡量縮短混凝土運輸時間。對襯砌成型的混凝土及時覆蓋保溫養護，必要時采用蓄熱法保溫。

三、結語

混凝土施工質量控制重點是澆筑期間及養護期的溫度控制。只有每個工序均合格，才能有效的保證襯砌面板的施工質量，預防混凝土裂縫的發生。

參考文獻：

[1]南水北調中線干線工程渠道混凝土襯砌施工操作指南（試行）

[2]渠道混凝土襯砌機械化施工技術規程（NSBD-2006）