沙漠输水箱型暗渠混凝土裂缝成因分析.pdf

一水利建设与管理 2 0 1 1 年 第 8 期 沙漠输水箱型唁渠混凝土裂缝成因分析 王恒 元 ( 甘肃省景泰川电力提灌管理局 景泰7 3 0 4 0 0 ) 【 摘要】 甘肃省景电Z - 期延伸向民勤调水工程， 是一个跨流域调水工程， 有钢筋混凝土箱型暗渠 8 3 ．4 9 k m在腾格 里沙漠修建， 沙漠施工条件恶劣， 夏季炎热， 冬季寒冷， 昼夜温差大， 施工现场无水、 无电、 无路 、 无人烟， 在沙漠中成 功修建如此长距离输水工程在全国尚属首例。修建的钢筋混凝土输水暗渠具有适应沙漠软基变形能力强、 工程维修 费用低、 运行管理方便等优点。 【 关键词】 沙漠 暗渠裂缝处理 1 工程概 况 甘肃省景电二期延伸向民勤调水工程 ( 以下简称 民 调工程 ) ， 是一个跨 流域调水工程 ， 有钢筋混凝土箱型暗 渠 8 3 ． 4 9 k m在腾格里沙漠修建 ，工程设计流量 6 ． 3 0 m 3 ／ s ， 年调水量 6 1 0 0万 r n 3 。暗渠断面内尺寸为 2 ． 8 0 m x 2 ． 2 0 m， 混凝土壁厚 0 ． 3 0 m， 上下八字贴角 ， 暗渠每 1 2 m设一道伸 缩缝 。基础处理为开挖风积沙后将原基碾压， 铺 3 0 c m砂 砾石垫层碾压，再在上面浇筑 1 0 c m的 C1 0混凝土垫层。 配筋时为了克服沙漠软基变形 ，将暗渠横截面设计为超 静定结构 ， 纵 向设计为静定结构 ， 具体配筋为横截面设置 内外侧双层钢筋 ， 受力筋按 491 2 @ 2 0 c m布置 ， 纵 向设水平 分布筋 49 8 @ 2 0 c m， 八字贴 角处设置斜坡贴筋 4 9 1 2 @ 2 0 c m， 在两侧墙底部各设受力筋 3 491 2 ，侧墙顶部各设 2 + 1 2 构 造筋。 浇筑混凝土用的砂 、 石骨料由业主指定的料厂集 中 供给， 分级配筛分 冲洗， 混凝 土一般采用二级配 ， 钢筋 、 水 泥也 由业主提供。 浇筑混凝土模板采用特制的钢模台车 ， 使暗渠施工工艺由原来分底板 、 侧墙 、 顶板三次浇筑成型 变为一次浇筑成型 ， 大大提高了施工进度。 依据试验在混 凝土中掺加 了引气减水剂 ，基本克服了整体模板难 以全 部排出气泡 的问题 ， 同时也提高了混凝土的密实度。 混凝 土采用表面喷涂养护剂养护。 沙漠施工条件恶劣， 夏季炎 热， 冬季寒冷， 昼夜温差大， 夏季地表温度达 7 0 q C ， 冬季地 表温度达一 3 0 ％。民调工程箱型暗渠在混凝土浇筑 完成 后， 箱体出现了有规则的环向裂缝和不规则的水平裂缝， 缝宽 0 ． 1 0 ～ 1 ． O O m m， 环向裂缝一般间距 2 m 。 2 箱型暗渠混凝土裂缝成因分析 a ． 温度应力作用 。钢筋混凝土箱型暗渠地处腾格里 Wa t e r R e s o u r c e s D e v e lo p me n t A n d Ma n a g e me n t 沙漠腹地 ， 昼夜温差大 ， 在阳光 的照射下 ， 外部混凝 土表 面温度达到 7 0 ℃， 内部温度为 3 O ℃， 而混凝土的壁厚仅有 3 0 c m，因此温度应力变化是造成混凝土箱暗渠纵 向以及 水平裂缝 的原因。 b ． 约束解除太快。钢筋混凝土箱型暗渠最快施工速 度为每天浇筑一节( 1 2 m) ， 卸模早 ， 混凝土早期强度低 ， 约 束解除以后 ， 混凝土内部应力释放， 导致形成裂缝 。 c ． 承重过早 。 钢筋混凝土箱型暗渠的混凝浇筑 ， 是 连续进行的，通过已浇筑 的上节暗渠 向下节暗渠输送混 凝土 ， 施工 中要求搭建 3 节悬空跑道， 而实际施工 中只有 1 节 ， 使 已浇筑混凝土箱型暗渠过早地承受混凝土运输车 的碾压 ， 导致形成裂缝 。 d ． 干燥暴晒。 暗渠混凝土施工一般都暴露在大气中， 由于沙漠炎热 ， 撤除模板后 ， 混凝土表面水分失散快 ， 再 加上太阳暴晒， 也是造成箱型暗渠混凝土裂缝的原因。 e ． 混凝土保护层偏小 。混凝土箱型暗渠设计保护层 内外侧仅有 1 ． 5 0 c m， 在施工 中一般很难做到 ， 实测外侧 保护层在 0 ． 5 0 ～ 1 ． 5 0 c m之间 ，保护层小导致钢筋抗拉作 用不能充分发挥 ， 造成混凝土表面受拉 ， 产生混凝 土表 面裂缝。 3 箱型暗渠混凝土裂缝处理 a ． 环氧基液涂护。民调T程在箱型暗渠混凝土裂缝 的处理中， 按裂缝宽度大小 ， 采用不同的处理方法。对裂 缝宽度小于 0 ．5 0 ra m的采用环氧基液涂护 ， 沿裂缝走向的 1 O c m宽度刷涂环氧基液两遍。 b ． 预缩砂浆修补。对箱型暗渠混凝土裂缝宽度大于 0 ． 5 0 m m的裂缝 ， 采用预缩砂浆修补 。 ( 下转第 5 2页) ■水利建设与管理 同时， 重点控制活动 B 、 D和 Y 。 5结论 2 0 1 1 年 第8 期 通过对该工程项 目进度的仿真分析，得到 的结论可 用 图4表示 。 6 6 3 l 獭 尸 图 4 结论图 图 4中，标有五角星的活动为最重要 、最关键 的活 动 ； 标有三角形的活动为重要活动 ； 箭头加粗的活动系列 为关键路径 ； 。 砌 表示项 目工期在 7 8 1 ～ 8 2 8 天 内的概 率； P 1 — 为关键路径 1 —2 —3 —7 9 —8 4 —8 5的概 率，类似的， P 为关键 1 —2 —3 — 4 — } 6 — 1 0 — } 2 3 — 3 5 — } 5 5 — } 7 9 — 8 4 — 8 5的概率。 下面对结论图作进一步的说明。通过基于 M A T L A B 的蒙特卡罗仿 真方法 对该 水电工程项 目的工期进行仿 真 ， 得到如下结论 ： a ． 项 目工期期望和方差分别 为 8 0 4 ． 8 天和 6 1 ． 0天 ， ( 上接 第 5 6页 ) 预缩水泥砂浆的配合 比为 ： 灰砂 比： 1 ： 2 ～ 1 ： 2 ． 5 ； 砂细 度模数 ： 1 ． 8 ～ 2 ． 0 ； 水灰 比： 1 ： 0 ． 3 0 ～ 1 ： 0 ． 3 4 ； 高效引气减水剂 用量 ： 0 ． 6 5 ％ x 水泥用量。 预缩砂浆施工工艺为：先将砂和水泥干拌均匀， 再 掺含有高效引气减水剂的水拌 3 ～ 4次，归堆放置 3 0 ～ 6 0 mi n 。 现场鉴定砂浆适宜含水量的方法是 ：手捏砂浆能成 团状， 手上潮湿且无水分析出。 将箱型暗渠混凝土裂缝凿成“ V ” 字形 ， 铺填预缩水 泥砂浆时分层用木锤捣实 ， 反复压实压平 ， 表 面涂 刷环 Wa t e r R e s o u r c e s D e v e lo p me n t An d Ma n a g e me n t 项 目工期 以 9 9 ％的概率落在 7 8 1 ～ 8 2 8 天 ，浮动天数为 4 7天 。 b ． 项 目进度计划网络 图中的关键路径有两条 ，分别 为 1 — 2 — 3 — 7 9 — 8 4 — 8 5币 口1 — 2 — 3 — 4 — 6 — 1 0 — 2 3 — 3 5 —5 5 —7 9 —8 4 —8 5 ，它们 的概 率分 别 为 5 4 ． 7 2 ％和 4 5 ． 2 8 ％， 说 明 1 —2 —3 —7 9 —8 4 —8 5为主要关键路径。 c ． 最重要的活动为活动 B 、 D和 Y，重要活动为活动 A、 C、 E、 H、 V币 Ⅱ Z 。 通过本文 的分析和仿真的结果，能使管理者了解影 响项 目进度的主要原 因， 清楚项 目工期的概率分布情况 ， 了解项 目进度计划 网络图的关键路径及主要关键路径 ， 并知道整个项 目中最重要的活动及 比较重要活动 。 这样 ， 项 目管理者可以了解到哪些活动对项 目工期的影响更为 显著，以便在项 目实施 中对这些活动给予更多的关注旧 ， 抓住项 目进度控制的重点 ， 优化资源分配和进度控制 ， 使 项 目安全有序地按时竣工验收并投入使用。A 参考文献 1 石振武． 建设项 目管理『 M ] ． 北京： 科学出版社 ， 2 0 0 5 ． 2何正文 ， 徐渝 ， 朱少英等． G E R T网络活动关键度指 数的 Mo n t e—C a r l o模拟分析I J 1 ．运筹与管理． 2 0 0 4 ( 1 3 ) ． 3胡志根 ， 黄建平． 工程项 目管理『 M1 ． 武汉 ： 武汉大学出 版社， 2 0 0 4 4钟登华 ， 刘奎建 ， 杨晓刚等． 施工进度计划柔性网络 仿真的不确定性研究『 M 1 ． 天津大学， 2 0 0 5 ． 5王仁超 ， 欧阳斌 ， 褚春超等． 工程网络计划蒙特卡洛 仿真研究『 M ] ． 天津大学建筑工程学院， 2 0 0 3 ． 氧基液两遍。 c ． 箱体淹埋 。 箱型暗渠混凝土裂缝处理 以后 ， 进行了 通水检验 ，在箱型暗渠混凝土表面未发现局部渗水和潮 片时 ， 应及时将箱型暗渠两侧用风积沙淹埋 ， 以减小温度 应力的再次破坏 ； 淹埋高度为箱型暗渠高度的 2 ／ 3 左右 。 4 结语 在沙漠 中成功修 建如此长距离的输水工程在全 国 尚属首例 。 修建的钢筋混凝土箱型输水暗渠具有适应沙 漠 软基变形能力强 、 工程维修费用低 、 运行管 理方便 等 优点。2 0 0 9 年调水 8 0 1 8 万 r n 3 ， 超过设计规模 ， 工程效益 显著。A