簸箕李灌區劉廟渡槽側板裂縫預防措施

王龍，付鐵軍，徐建輝

（1.濱州市水利局，山東濱州 256600；2.濱州市簸箕李銀黃灌溉管理局，山東濱州 251700）

簸箕李灌區劉廟渡槽側板裂縫預防措施

王龍1，付鐵軍2，徐建輝2

（1.濱州市水利局，山東濱州 256600；2.濱州市簸箕李銀黃灌溉管理局，山東濱州 251700）

以簸箕李灌區劉廟渡槽改建工程為例，對渡槽側板施工特點進行分析，采取相應的技術措施，預防渡槽側板等薄壁混凝土結構裂縫的出現，取得了較好的效果。

劉廟渡槽；渡槽側板；混凝土；裂縫預防

劉廟渡槽改建工程是簸箕李灌區續建配套與節水改造項目中規模較大的控制性工程也是灌區二干渠跨越勾盤河向灌區中下游供水的關鍵性工程。2013年，灌區管理局對原劉廟渡槽拆除后在其原址處進行了工程改建，改建后渡槽設計流量40.0 m3/s，加大流量45.0 m3/s，總長150.3 m。渡槽改建工程中水工薄壁混凝土結構較多，對裂縫的預防要求較高。本文以渡槽上（下）游連接段和槽身固定段的渡槽側板為例對裂縫預防措施進行分析。

1 渡槽側板施工特點分析

1.1 槽側板自收縮應力

劉廟渡槽槽側板澆筑后混凝土中水分減少將引起混凝土的體積收縮，包括干燥收縮和自生體積收縮。干燥收縮是混凝土中的水分散失到周圍的環境中引起的混凝土體積收縮。自生體積收縮是混凝土內部膠凝材料的繼續水化引起的自生體積變形。兩種收縮都將產生自收縮應力，混凝土表面由于體積收縮呈現拉應力，而混凝土早期抗拉強度低，極易在渡槽側板表面形成細微裂縫。

1.2 槽底板約束應力

為保證渡槽底板不被破壞，渡槽側板混凝土澆筑時，槽底板混凝土強度已達到或超過設計強度，約為30 MPa，相當于剛體。根據以往施工經驗，渡槽側板混凝土養護過程中體積收縮時，槽底板作為一個剛體，要阻止其收縮，產生較大約束應力。渡槽側板受來自底板的約束應力，側板與底板連接處極易產生裂縫，甚至貫穿性裂縫。

1.3 溫度應力的影響

混凝土的形成是內部骨料、水泥、水及摻料等進行化學反應放熱、結構力學性能增長的過程。由于混凝土為熱的不良導體，水化反應產生的熱量不能及時擴散到周圍環境中，早期階段，混凝土內部溫度高，混凝土膨脹導致內部受壓，外層混凝土相對受拉。混凝土為脆性材料，抗拉強度只有抗壓強度的1/10左右，在內外溫差及溫度應力的影響下容易產生裂縫。

1.4 傳統養護方法的影響

混凝土澆筑成型后必須及時進行澆水覆蓋保濕養護，表面還應覆蓋塑料薄膜、麻袋片或草苫等。傳統的養護做法是澆筑完畢后12 h左右開始澆水養護，這對于水泥強度等級較低、水泥用量不大、早期水泥水化程度偏低、自收縮可忽略不計或是自收縮較小的混凝土是適宜的，但渡槽側板作為水工薄壁混凝土結構防滲防裂要求很高，傳統養護方法并不能滿足其要求。

2 施工期預防裂縫措施

2.1 優化混凝土配合比

劉廟渡槽側板混凝土澆筑時選用了含黃沙、不同粒徑石子、水泥攪拌而成的C30混凝土，同時在混凝土中摻加防滲劑、抗裂纖維，并未采用普通C30碎石商品混凝土。混凝土攪拌站實驗資料顯示，在滿足強度要求前提下，水泥用量減少15%，水泥水化反應明顯降低。加之合理的養護條件，渡槽側板混凝土自收縮應力得到抑制，很好地預防了表面裂縫的出現。

2.2 縮短混凝土澆筑間隔

為減小渡槽底板對側板約束應力的影響，在渡槽外側提前架設的腳手架上對渡槽底板和側板連接處進行鑿毛處理、清掃沖洗、綁扎鋼筋和模板支設等工序，盡最大可能保護渡槽底板的同時，縮短渡槽底板和側板澆筑時間間隔。在渡槽側板混凝土澆筑前，預澆適量高強度微膨脹水泥砂漿，既保證了兩期混凝土有較強的黏結效果，又能減小連接處混凝土收縮造成的不良影響。

2.3 調整混凝土澆筑時間

除優化混凝土配合比減小溫度應力的影響外，施工單位積極調整渡槽側板混凝土澆筑時間。劉廟渡槽改建工程6月開工建設，10月初開始渡槽側板施工，期間正值北方晝夜溫差變化較大時期。施工單位將渡槽側板混凝土澆筑時間盡量安排在傍晚，另外渡槽側板混凝土澆筑完成后在表面保溫的同時，進行水管冷卻減小混凝土內外溫差，有效削減早期混凝土表面拉應力。

2.4 加強混凝土養護

劉廟渡槽側板施工中，在混凝土初凝前后即對其表面進行濕潤養護。模板拆除后，施工單位安排專人及時澆水養護并用浸水后的養生氈覆蓋渡槽側板，以保證混凝土有足夠的澆水保濕時間，同時保持合適的混凝土表面與外界環境的溫差，減少因養護不力造成渡槽側板裂縫的出現。

3 結語

通過采取以上措施，有效預防了渡槽側板施工期及運行期裂縫的產生。工程運行3年來，一直擔負著灌區二干渠向灌區中下游供輸水任務，滿足了灌區中下游工農業用水及人畜飲水需求。

（責任編輯 崔春梅）

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1009-6159（2017）-04-0033-02

2016-11-24

王龍（1988—），男，助理工程師