某水利混凝土工程施工裂缝处理措施.pdf

2 0 1 0年第 2期 ( 第 3 8卷 ) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No ． 2 ． 201 0 ( T o d a l N o ． 3 8 ) 文章编 号 ： 1 0 0 7— 7 5 9 6 ( 2 0 1 0 ) 0 2— 0 1 2 9— 0 2 某水利混凝土工程施 工裂缝处 理措 施 许家标 ( 宁德市水利 电力工程局， 福建 宁德 3 5 2 1 0 0 ) 摘 要 ： 混凝土的裂缝较为普遍， 在水利水电工程中裂缝几乎无处不在。虽然在施工中采取各种技术方法， 但裂缝仍然不可避免。 某新建拦河坝二期工程也 出现 了裂缝 。文章通过对混凝土施工裂缝的根源进行分析 ， 提出措施 和方 法 ， 并在工 程实践 中加 以应用 ， 获得 了理想的效果。 关键词 ： 水利工程； 混凝土； 裂缝； 处理措施 中图分类号 ： T V 5 5 4 文献标识码 ： B 某新建拦河坝工程为单曲抛物线砌石重力拱坝， 坝顶高 程2 0 1 ． 0 0 m， 坝底 基 础 实 际开 挖最 低 高 程 1 3 2 m， 最 大坝 高 6 9 m， 坝顶宽度 5 ． 0 m， 坝顶 中心弧 长 1 3 7 ． 1 3 m， 溢洪 道设 在 河中， 为坝顶挂闸溢流， 共设 4扇1 0 i n1 2 m( 宽 高) 弧形 闸门， 正常蓄水位1 9 5 m， 堰顶高程1 8 3 ． 0 i n ， 堰上设 3个中墩 2个边墩， 闸墩上架设闸门、 启闭房、 交通桥和工作桥。该工 程大坝导流洞封堵工程是一个二期工 程 ， 得力于 强有力 的施 工组织保证， 该工程封堵以来经过1 a 多考验， 工程总体质量 良好 ， 但 是发现了导流洞封堵混凝 土存在 一些 裂缝 。本文 主 要探讨对裂缝 的处理 。 1 导 流隧 洞混凝 土工 程 导流洞进口封堵闸门为钢筋混凝土结构、 用 C 3 0号混凝 土2 2 ． 6 1 i n ， 该 闸门重约5 5 t ， 外形尺 寸为 ： 长 4 ． 6宽 0 ． 9 5 高 5 ． 1 5= 2 2 ． 6 1 m 。闸 门位 于 导流 洞进 水 口的钢 筋混 凝 土 舢． ； 经济流速可根据选用管材单价 ， 当地敷管单价及动力价 格 ( 电费 ) 计算确定 。管径 大时 ， 经济 流速大 ； 管径小 时 ， 经济 流速小 。 6 ) 管道水头损失计算 管道水头损失计算 ， 应包括沿程水头损失和局部水头损 失； 配水管网的局部水头损失， 可按其沿程水头损失的 5 ％ 一 1 0 ％计算。环状管网水力计算时， 水头损失闭合差绝对值 ， 小环应 <0 ． 5 m， 大环应 <1 ． 0 n l 。 7 ) 管网水力计算 图的标注 0 Q i 瓶蟹 『1 _ ／h h ／s} 一 n ( 管 静、II I III 水 线标高， m 地 杯高， l1 I n『{ 1 水头， m 图 l 管网水力计算标准图 根据地形图或实际测量结果， 确定各节点地面高程 ， 标 注在示意 图上 。 8 ) 确定最不利点的自由水头 一 般将距水厂最远或人口最多的节点定为最不利点 ， 最 不利点的自由水头， 单层建筑为5～1 0 m， 二层建筑物为 1 O～ 1 2 m， 二层 以上 每增 加一层 增加 3 ． 5～4 ． 0 m。视设 计范 围 内 [ 收稿 日期 ] 2 0 1 0～ 0 1— 2 2 [ 作者简介】 许家标( 1 9 6 3一) ， 男， 福建古田人， 工程师。 结构门架下， 闸门下游混凝土面四周安装有水封， 分别与门 槽工作主轨、 底槛 、 顶槛形成水密封， 上游面安装有滑块 ， 可 控制闸门沿门槽反向轨道滑到槽底 ， 为便于闸门吊装， 在闸 门与门架上设计有吊耳， 导流洞下闸封堵时用慢速电动卷扬 机、 滑轮组， 平衡 、 导向滑轮和钢丝绳子等， 将闸门顺门槽从 1 5 6 ． 0高程下放到 1 4 8 ． 0高程， 完成导流洞的封堵工作。导 流洞永 久堵 头共 长 1 2 n l ， 位 于导 流 洞 中 间。施 工分 两 段 浇 筑， 第一段浇筑施工段为5 n l ， 第二段浇筑施工段为7 l n 。每 段混凝土浇筑均采用 自下而上、 通仓浇筑， 上下游侧采用组 合钢模板 ， 局部辅以木模板。堵头段回填与接缝灌浆工作在 堵头混凝土浇筑 1 周后进行。其中顶拱回填、 接缝灌浆相结 合： 边墙及底板接缝灌浆相结合， 灌浆压力为0 ． 3 M P a 。灌浆 均采用预埋灌浆管实施 ， 灌浆管采用直径 为3 8 m m镀锌钢管 ， 均引至堵头下游面， 并统一编号。 ．； I L． 址 ． ； ． S ‘ 用 户实际情况或 规划要 求 而定 。 自由水 头 为 1 0 i n 标 在示 意 图上。 9 ) 确定各节点的水压线标高 首先确定最 不利点的水压线标 高 ， 即 自由水头加 地面 高 程 ， 然后下游节点向上游节点推算， 以下游节点水压线标高， 加上管段的总水头损失， 即为上游节点水压线标高 ， 依此类 推 。可据此选泵或确定 高位水池 、 水塔 的最 低水 位。 1 0 ) 检验校核 ①流入节点的流量 ， 应等于从该节点流出的流量 ； ②上 游节点水压线标高， 减去该管段水头损失， 等于下游节点水 压线标高； ③每个节点的水压线标高， 减去该节点地面标高， 等 于该 处 自由水头 。 3 结束语 农村安全饮 水工 程 自 2 0 0 5年计 划 实施 以来 ， 配水 管 网 在整个农村饮水 安全工程 中起 主要 作用 ， 在运 行 中消耗大 量 的能量 。因此 ， 配水管 网工程 的管网 布置和各 级管 道 的管 材 选择及管径 的合 理 设计 ， 是影 响管 网 运行 和投 资 的主 要 因 素。 参考文献 ： [ 1 ] 韩洁 ．浅谈住宅小区室外给 水管道设 计流 量的确定方 法 [ J ] ． 黑龙江水利科技 ， 2 0 0 3， 3 1 ( 5 ) ： 5 4 ． [ 2 ] 李立军， 郭恒亮， 苏建忠．遗传算法用于雨水管网的优化设计 [ J ] ． 黑龙江水利科技， 2 0 0 5 ， 3 3 ( 5 ) ： 1 — 3 ． 一 l 2 9 一 缘 ◆ 2 0 1 0年第 2期 ( 第 3 8卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No ． 2 ． 201 0 ( T o d a l N o ． 3 8 ) 2宏观裂缝产生的原 因 混凝土是一种由砂石骨料、 水泥、 水及其他外加材料混 合 而成的非均质脆性材料 。由于混凝土 施工 、 本身变形 和约 束等一系列问题 ， 使混凝土裂缝成了土木 、 水利、 桥梁 、 隧道 等工程 中最 常见 的工 程病 害。硬 化 成型 的混凝 土 中存在 着 众 多的微孔 隙 、 气穴 和微裂缝 ， 正 是 由于这 些混 凝土 建筑 和 构件通常都是带缝工作的， 由于裂缝的存在和发展通常会使 内部的钢筋等材料产生腐蚀， 降低钢筋混凝土材料的承载能 力、 耐久性及抗渗能力。由于混凝土施工和本身变形、 外力 约束等一系列原因， 硬化成型的混凝土中存在着众多的微空 隙、 气穴和微裂缝即微观裂缝。宏观裂缝可分为表面裂缝、 深度裂缝和贯穿 裂缝 3种 。表面 裂缝 又分 为表 面干缩 裂缝 和塑性收缩裂缝 、 温度裂缝等等 。 干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是 混凝土浇筑 完毕后 的一周 左右 。水 泥浆 中水 分 的蒸发 会产 生干缩 ， 但这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由 于混凝 土内外 水分 的蒸发 程度 不 同而导 致的结 果 。塑 性收 缩是指混凝 土 在终 凝之 前 表 面 因失 水 较 快而 产 生 的收缩 。 温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大的中 间位置。混凝土在浇筑后 ， 在硬化过程中， 水泥水化作用产 生大量的水化热 ， 由于混凝土体积较大， 大量的水化热积聚 在混凝土 内部而 不易散 发 ， 导致 内部 温度 急剧上 升 ， 而 混凝 土表 面散热较快 ， 产 生较大 温差 ， 较 大 的温差造 成 内部 与外 部热胀冷缩 的程度不 同， 使混凝土表面产生一定的拉应力。 本工程在二期混凝土施工 中出现 了裂缝 情况 ， 面对 这种 问题 ， 应积极的处理 。 3 裂缝 的处 理方 法 3 ． 1 表面修补法 表面修补法是一 种简 单 、 常见 的修 补方 法 ， 主要 适用 于 稳定和对结构承载 力没有 影 响的表 面裂缝 以及 深度 裂缝 的 处理。通常的处理措施是在裂缝 的表面涂水 泥浆 、 环氧胶 泥 或在混凝土表面涂刷 油漆 、 沥青等 防腐 材料 ， 在 防护 的 同时 为了防止混凝土受各种作用的影 响继续开裂 ， 通 常可 以采 用 在裂缝表面黏贴玻璃丝布等措施 。 3 ． 3 灌浆 、 嵌缝封堵法 灌浆法主要适用 于对 于结构 整体 有影 响或 者有 防渗要 求的混凝土裂缝的修补。利用压力设备将胶结材料压人混 凝土的裂缝中 ， 胶结 材料 硬化后 与 混凝 土形 成一 个整 体 ， 从 而达到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、 环氧树 脂、 甲基丙烯酸、 聚氧脂等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中 常用的一种方法， 它通常是沿裂缝凿糟， 在糟 中嵌填塑料或 刚性止水材料 ， 以达到封 闭裂缝 的影 响。常用 的塑性 材料有 聚氧乙烯胶泥、 塑料油膏、 丁基橡胶等等， 常用的刚性止水材 料为聚合 物水 泥砂 浆。 3 ． 3 结构加 固法 一 】 3 0 一 当裂缝影响到混凝土结构的性能时， 就要考虑采取加固 法对混凝土结构进 行处理 。结构 坚 固中常用 的 主要有 以下 几种方法： 加大混凝土结构的截面积 ， 在构件的角部外包型 钢， 采用预应力法加固、 黏贴钢板加固、 增设支点加固以及喷 射混凝土剂加固。 3 ． 4 混凝 土置换法 混凝 土置换法是处理严 重损 坏混凝 土的一种有效 方法 ， 此方 法是将损坏 的混凝 土剔掉 ， 然后置换 新 的混凝 土或其他 材料， 常用的置换材料有普通混凝土或水泥砂浆、 聚合物或 改性 聚合物混凝土或砂浆 。 4 本 工程裂 缝处 理 结合了方案的论证， 成本以及施工期限综合考虑， 本工 程采用化学灌浆的方法。选择化学浆材应掌握的原则 ： ①浆 材 的可灌性 ， 所选化学浆材必 须能够灌 人裂缝 ， 充填饱 满 ， 灌 入后能凝结固化， 以达到补强和防渗加固的目的； ②浆材的 耐久性 ， 所选用材 料在使 用环 境条件 下性 能稳 定 ， 不易起 化 学变化 ， 并且与混凝土裂缝有 足够的黏接 强度 ， 不易脱 开， 对 于一些活动裂缝 和不稳定 裂缝 要特 别注 意这 条原则 。水 工 地下隧洞混凝 土裂缝的特点 是 ： 裂 缝开度较 小 、 外 水压力 大 、 浆液较难灌人， 一般处理规定既要满足补强又要防渗堵漏 ， 灌浆材料一般采用高渗透改性环氧浆材。我们在渗水裂缝 处理过程 中采用 了 E A A、 C W、 L P L三种 高渗 透 改性 环 氧 浆 材。以上三种 材料 各有 优不 足 ， E A A、 C W 属糠 醛 、 丙 酮改 性 系列 ， 具有亲水性 、 黏度低 、 可灌性 较好 ， 不足是凝 固时间长 、 脆性 大 ， 不适宜对变化的裂缝开展处理 ； L P L浆材属活性稀释 剂改性系列具有 亲水性 、 凝固时 间快、 脆性 小 、 浆 材本身不 收 缩的优点 ， 但黏度 大 ， 对于 细小 裂缝 的可灌 性差 。综 合考 虑 这里采用 L P L浆材。 在本 工程 中 ， 先要 在 裂缝位 置上 贴医用 白胶 布 ， 再用 窄 毛刷 沾浆 沿裂缝来 回涂刷 封缝 ， 使裂缝 封 闭， 大约 1 0 m i n 后 ， 揭去胶布条 ， 露 出小 缝 ， 黏 贴注浆 嘴用 键包 严。 固化 后周 边 可能有裂 口， 必须反 复用 浆补 上 ， 以避 免注 浆漏 浆。注浆操 作一般在黏嘴的第二天进行， 由于地方气温高， 半天就可注 浆 。操作 时先用补 缝器 吸取 注浆 液 ， 插入 注浆 嘴， 用 手推 动 补缝 器活塞 ， 使浆液 通过 注浆 嘴压入 裂缝 ， 当相 邻 的嘴 中流 出浆 液时 ， 就可拔出补缝器 ， 堵上铝铆 钉。由上往下 注浆 ， 水 平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满， 在 注浆后约半小时对每个注浆嘴再次补浆。 5 结束语 水工 混凝 土裂缝产生 的原 因是错综复 杂的 ， 处理 的方 法 也是多种多样的。在本工程中十分仔细的注意到了如下的 情况 ： 渗水缝中不能 有效地 赶水 ， 浆 液和水 混合 影响 灌浆材 料 的固化 ； 也不能满足浆液“ 从宽处往窄处灌浆最 有利” 的原 则 ； 一旦发现“ 死孔 ” 无法及时采取补救措施 。