渠道襯砌混凝土耐久性探討

□金嵩濤

（河南省陸渾水庫管理局）

1 概況

陸渾灌區工程目前干渠部分渠道仍未襯砌，過水能力遠不及設計要求，滿足不了灌區經濟發展的需要，已襯砌的混凝土渠道和建筑物逐年老化、損壞，功能減退，部分渠道滲漏嚴重、水量損失大，渠道利用系數低，工程險情時有發生，危及工程運行安全。

灌區續建配套與節水改造工程項目分為一期和二期規劃，總投資達193 131萬元，于2009年開始實施，且投資逐年增加，計劃2020年完成項目建設，截止2016年12月底共完成工程投資47 170萬元。為加強工程質量管理，保證混凝土工程的耐久性，提高工程使用壽命，探討混凝土施工技術具有積極的意義。

2 渠道襯砌混凝土壽命分析

渠道襯砌面板屬于薄壁結構，極易因裂縫造成混凝土表面碳化，特別是冬季水量滲入后形成凍融循環，加速混凝土老化破壞，降低混凝土使用壽命。從陸渾灌區渠道襯砌情況來看，10 a以上的襯砌面板都存在不同程度的老化損害，運行超過20 a的基本上喪失防滲功能，距混凝土結構的合理使用年限有一定的差距，為此需施工過程中采取一定的有效措施，減少混凝土面板裂縫，增加混凝土的強度，提高混凝土的耐久性，以延長混凝土的使用壽命。

3 采取的措施

3.1 原材料

水泥：采用P042.5低熱水泥，以減少施工過程中出現裂縫，對進場的每批水泥，檢查廠家提供產品的合格證及檢測報告，并按照規范及合同文件的要求進行抽樣檢測，嚴格按照規范要求進行現場存放，避免雨淋和受潮；袋裝水泥超過3個月，灌裝水泥超過6個月，必須重新進行檢驗。嚴禁不同廠家的水泥混合使用。砂：采用細度模數為2.30～2.80的中粗砂，河沙開采中要嚴格控制砂的含泥量，確保含泥量不超過3%，耐久性要求高的最好控制在1%以下。石子：采用含泥量≤1%，壓碎值≤18的碎礫石，測試礫石的堅固性，保證使用的碎石堅固性≤8%，禁止含帶泥塊，減少碎石中云母等軟弱顆粒存在，增加混凝土的強度。粉煤灰：渠坡混凝土中摻加15%～25%的粉煤灰，可有效改善混凝土內部結構，減少單位用水量，提高混凝土拌和物的和易性，降低水化熱，提高混凝土抗凍、抗滲能力，減少裂縫，提高混凝土的耐久性。減水劑：摻外加劑是混凝土配合比優化設計和提高混凝土耐久性的一項重要措施，在南水北調工程施工中得到了廣泛的應用，高效減水劑對提高水泥使用效率具有明顯效果,一般聚羧酸高效減水劑用量為水泥的1%，在減少單位用水量的同時可節省水泥用量20%左右。引氣劑的使用量為水泥的0.10%，可有效改善混凝土內部結構，保證混凝土內部形成均質的不連續微型氣孔，提高抗凍能力，增加耐久性（常態C20混凝土不加外加劑很難保證抗凍防滲要求）。

3.2 混凝土的攪拌、運輸和澆筑

結合混凝土入倉強度，確定混凝土拌和能力，保證混凝土完成運輸、入倉、攤鋪、振搗、收面各工序前不初凝（一般強制拌和機的攪拌時間≥2 min），盡量減少混凝土運輸距離和時間，且混凝土運輸過程中拌合物不離析、不泌水、不初凝；控制混凝土現場坍落度在70～90 mm范圍內，保證夏季混凝土入倉溫度不超過28℃，冬季混凝土入倉溫度不低于0℃；混凝土入倉前，首先對建基面進行灑水濕潤，減少混凝土水量損失；加強混凝土振搗控制，特別是邊角部位，若采用振動梁振搗時，要控制好留振余量和入倉厚度，并采用搗棒對模板附近進行振搗，提高混凝土的密實性；避免在大風和35℃以上天氣下施工。

3.3 養護

初期養護是減少混凝土裂縫的關鍵，要保證混凝土入倉后72 h內表面濕度和溫度；灑水養護對渠道襯砌的斜坡上效果較差，夏季水量順坡流走，不易保證表面濕潤，冬季宜產生凍害。建議采用養護膜和養護劑進行養護。

3.4 伸縮縫處理

正確處理襯砌伸縮縫是減少溫度和基礎變形產生裂縫的關鍵，特別是進行化襯砌，及時切縫能較好防止混凝土溫度應力產生裂縫，切縫時間一般控制在混凝土的強度達到5 MPa為宜，切縫深度宜為板厚的0.50～0.70倍。控制嵌縫閉孔泡沫板和聚氯密封膠的質量，按規范要求認真清理縫內的雜物，并保證結合面干燥，施膠前沿縫涂刷粘和劑是保證密封膠施工的關鍵。