浅议混凝土防渗渠道施工技术.pdf

浅议混凝土防渗渠道施工技术 陈剑刚 ( 昌吉州水利管理总站( 州 5 0 0管理局) 新疆 昌吉8 3 1 1 0 0 ) 摘要本文分析了渠道混凝土发生渗漏产生的原因， 为渠道水工混凝土的维护和修补管理技术提供了 一 定的依据， 文章结合混凝土防渗渠道的实际建设工况， 总结出混凝土防渗渠道的设计施工与 运行管理经验， 可为进一步加强混凝土防渗渠道施工管理工作提供了借鉴。 关键词 渠道； 渗漏； 剥蚀； 施工技术 中图分类号： T V 6 7 文献标识码： B 1渠道混凝土裂缝渗漏概述 渗漏是水工混凝土建筑物最为普遍的 病害之一， 2 O 世纪 8 O 年代全国水土混凝土 耐久性及病害调查表明，水工混凝土常常 受到水流冲刷 ， 有害物质的侵蚀、冻融循 环、 地基基础及相关结构的沉降与变形、 变 动 的水动力 、地震等各种外 部和内在的作 用， 因此很容易产生裂缝并发生渗漏。 渠道混凝土衬砌在受 自身收缩作用和 温度、 地下水等荷载作用 ， 衬砌裂缝很难避 免。 尤其在地下水丰富的工程区， 渠道衬砌 外水压力对衬砌应力本身状态影响更大， 外水荷载导致、促成无压渠道衬砌开裂渗 漏的例子可见于文献， 有些渠道的混凝土衬 砌结构也多次采取加固措施 ， 但因温度变 形及内水压力作用，导致衬砌结构裂缝又 重新张开，给混凝土渠道整体稳定带来不 利影响。 2渠道 混凝 土开裂渗漏 的原 因 分析 渠道混凝土在使用过程中，造成混凝 土开裂的因素主要有： 温度应力 、 地基基础 及相关结构的沉降与变形、超载、干缩变 形、 结构老化等各种外部的和内在的作用。 2 1 温度应力的作用 渠道混凝土多为大体积混凝 土 ，在施 工过程中， 由于水化热等因素存在， 很容易 产生温度应力 ， 容易导致结构开裂。 渠道由 于边坡约束作用，限制了结构因温度变化 而产生的变形，由此产生的拉应力如果超 过了混凝土的抗拉强度， 混凝土就会开裂， 渠道就会发生渗漏。 2 2 地基基础及相关结构的沉降与变形的 影响 由于地基基础及相关结构的沉降与变 形 ， 会使渠道混凝土结构受到剪切或者弯 曲， 最终导致渠道结构开裂或破坏。例如 ， 渠道基础的严重不均匀沉降会导致渠道发 生断裂；渠道边坡衬砌的沉降与变形达到 一 定程度时， 会导致渠道面板开裂、 渗漏。 2 _3超载的影响 当混凝土结构的实际荷载超出设计荷 载时， 就会导致渠道结构开裂或者破坏。 当 然还存在另一种情况的超载， 即： 结构的实 际荷载并没有超出设计荷载，但因渠道年 久失修 ， 老化严重( 比如钢筋锈蚀、 混凝土 剥落等) ， 结构的承载力已达不到原设计的 要求，从而导致了在正常使用荷载情况下 的结构开裂， 甚至破坏 ， 这种超载具有隐蔽 性 ， 尤其要引起重 视。 2 4干缩变形 当渠道混凝土在空气中硬化时，混凝 土中的水分会逐渐蒸发，会使水泥石中的 凝胶体逐渐干燥而发生收缩 ，这 种变形可 使混凝土表面产生拉应力 ， 导致混凝土表 面开裂 ， 从而降低了混凝土抗冻 、 抗渗 、 抗 碳化、 抗侵蚀等性能。 2 5混凝 土老化产生 的裂缝 混凝土老化主要包括： 碳化腐蚀 、 冻融 破坏、 碱骨料反应、 钢筋锈蚀等 ， 这些因素 都会导致渠道混凝土产生裂缝 3渠道混凝土裂缝检测 渠道混凝 土裂缝划分见表 1 。 3 1 检测项 目及内容 渠道混凝土裂缝检测主要包括 ： 裂缝 出现的工程部位、 数量、 产状、 形状、 缝面状 态、 缝隙状态、 渗水状态等。 对于影响渠道结构整体安全性、强度 及防渗性能的裂缝 ， 应查明裂缝与时间、 温 度 、 湿度 、 受载时间的变化关 系目 。 3 -2检测方法及要求 混凝土裂缝检测采用人工外观检测并 结合适宜仪器进行， 通常有超声波回弹检 测法， C T 层析成像技术、 钻孔取芯等技术。 3 2 1 裂缝外观检查 对渠道表面裂缝缝宽、条数等几何参 数， 以人工目测和现场普查测量为主。 对于 裂缝的位置、 走向、 形状、 缝长等方面进行 检查。 3 2 2 裂缝缝深检测 裂缝深度通常采用无损检测和钻孔 检测 。 4渠道混凝土裂缝防渗修补技术 对于渠道混凝土裂缝，应首先分析其 产生的原因， 明确裂缝可能产生的后果， 如 果可能存在安全隐患 ， 则应首先采取应急 措施确保渠道安全，然后再对裂缝产生的 原因制定修补方案。 渠道裂缝防渗修补通常分为柔性修补 和刚性修补两种。柔性修补可适应裂缝的 开合变化，适用于温度缝等活缝的防渗修 表 1 混凝土裂缝类型划分表 划分依据 裂缝 类 型 按裂缝部位 迎水面、 非迎水面裂缝、 过流面裂缝 按裂缝深度 表层裂缝、 深层裂缝及贯穿缝 按裂缝发展 死缝、 活缝及发展裂缝 按裂缝成因 温度裂缝 、 干缩裂缝、 荷载裂缝、 沉陷裂缝、 冻胀裂缝 c j - ( j _ 复； 刚性修补可补强结构， 适于超载裂缝等稳 定裂缝 的修复。这两种方式一般用于缝宽 0 2 ram 以上 的 裂缝 修 补 ；对 于缝 宽 不 大 于 O 2 m m的细微裂缝 ，可采用涂膜封闭法修补， 即在清理后的混凝土表面涂刷 2 遍 3遍环 氧浆液等材料， 将裂缝封闭。 渠道面板裂缝防渗加固修补主要的施工 工艺步骤如下 ： 施工步骤为：钻止裂孔一面板清理和凿 毛一初步止漏一钻孔值筋一焊接钢筋网一架 立模板一浇筑混凝土一拆除模板 4 1 钻止裂孔 为防止裂缝向两端继续扩展，首先应在 每条裂缝两端钻止裂孔 ， 孔径 5 0 tu n a ， 孔深超 过面板厚度 。 4 2渠道 面板清理与凿毛 用高压水将裂缝表面及周边混凝土清洗 干净 ，对于 比较光滑 的面 板 ，要用液 压镐 凿 毛，增加浇筑面的糙度和新老混凝土的结合 强度。 4 3裂缝初 步止 漏 为保证浇筑的混凝土面板不受渗漏水的 影响 ， 在修补前应对裂缝填塞止水条进行初 步堵漏止水 。 4 4钻孔植筋 用水下液压钻，垂直于面板进行水下钻 孔 ， 按 5 0 c m梅花形布孔 ， 同时保证在裂缝两 侧可以分别布置两排锚筋。 4 5 焊接钢筋网 待锚固剂硬化后，将在岸上制作好的钢 筋网整体吊放下水就位，钢筋布置在分布筋 和受力筋的交叉点。 4 6 架立模板 根据混凝土的浇筑压力制作钢模板， 模 板的上下两端与面板形成 4 5 。夹角。 4 7 浇筑混凝土 将已配置好的水下混凝土吊放于水下修 补位置。浇筑时可将混凝土送到浇筑仓内， 新 老混凝土粘结 良好 。 4 8 拆除模板 在浇筑的混凝土凝固后拆模，拆模后对 混凝土进行检查。 5渠道混凝土裂缝防渗修补材料 通常裂缝修补材料的性能指标要求不得 低于母体混凝土的设计指标 ，过流表面不低 于表面抗冲磨混凝土原设计指标。对于有外 观要求的混凝土修补 ，应使修补后 昆 凝土颜 色与周围混凝土相协调。施工过程中不得使 用对原母体混凝土与钢筋有腐蚀和危害性的 修补材料。 5 1 表面嵌填堵漏材料 表面嵌填堵漏材料主要包括聚合物水泥 砂浆、 环氧砂浆、 G B 嵌缝材料等。 5 2 表面修补、 表面防渗材料 表面修补、 表面防渗材料主要包括环氧砂 浆、 界面处理剂、 防护涂层材料、 聚合物水泥砂 浆等。 5 3 裂缝灌浆材料 灌浆材料分水泥灌浆材料和化学灌浆材 料两大类， 化学灌浆材料主要包括水玻璃类、 环氧树脂类 、 丙凝等。 6渠道防渗施工质量检查 6 1 化学灌浆效果检查 化学灌浆效果采用压水试验法与钻孔取 芯法两种方法进行检查。 6 1 1压水试验法 当浆材固化强度达到设计要求后钻检查 孔进行压水试验， 在需要检查的裂缝上布设检 查孔 ，用电锤造斜孔与缝面相交，孔距缝约 1 0 c m左右。 用水将孔内粉尘冲洗干净， 然后在 孔 口 埋设阻塞器， 安装压水设备进行压水。孔 口压力为 0 2 M p a 0 4 M p a ，检查孔单孔吸水 量应小于O O 1 L m i n 或裂缝不漏水为合格。 6 1 2钻孔取芯法 选取渠道面板部分重要裂缝用直径为 2 c m的工程钻骑缝钻取一个鉴定孔获得岩芯， 观察浆液结石在缝面的充盈情况。通常岩芯 内浆应饱满才能说明灌浆效果良好。 6 2 裂缝表面封闭涂层粘结强度与厚度检查 ( 1) 涂层粘结强度检查。 在附件同等环境条件下选取 1 O m 左 右的混凝土面进行刮涂 ， 1 5 d后强度达到要 求最终强度 的 7 0 以上后可进行粘结轻度 检测 ： 在 1 0 m 2的检测区内， 选取 3 个位置进 行粘结强度检测 ， 没 出用专用刀切涂透层至混 凝土面 ， 切缝形状为直径 5 0 mm圆形 ： 将标准钢块( 直径 5 0 m m ) 用专用胶粘 贴在测试位置， 2 4 h 后采用粘结强度测试仪进 行检测。 在施工区域内选取 9 块试验块进行涂 层拉拔强度检测。 ( 2) 涂层厚度检查。 用专用刀切透涂层至混凝土面， 面积为 l c m2 左右 ； 专用工具将涂层与混凝土基面进行 剥离 ； 游标卡尺测出涂层厚度。在施工区域 内选取 1 0 处左右进行涂层厚度检测。 7结语 渠道裂缝渗漏产生原因很复杂，目前， 国 内外裂缝处理修补技术也是多种多样， 对于修 补材料的选择应结合工程本身的实际特点， 从 管理技术 、 施工质量、 经济等多方面进行综合 考虑， 通常分为下列两种工况： ( 1 ) 对于渠道衬砌面板周边缝在内的各种 伸缩缝， 宜采用柔性防渗修补技术。 ( 2 ) 如因渠道面板强度不足造成的渗漏裂 缝 ， 就会影响渠道本身的安全与稳定性， 对于 这种裂缝， 宜采用刚性防渗加固修补。 综上所述， 混凝土防渗渠道施工质量的提 高是保证渠道输水能力和农业节水的有效途 径。研究、 改善混凝土渠道防渗衬砌的设计和 施工工艺是一项重要的工作，在今后的工作 中， 我们将密切关注先进的渠道防渗设计和成 功的施工经验 ， 仍需对渠道整体安全稳定和防 渗进行相关深入研究， 进一步控制渠道施工成 本和提高防渗效果。陕西水利 参考文献： 1 】 韩瑜， 马长富， 乌武贤 洛辉渠隧洞衬砌裂 缝原因分析 IJ 西安理工大学学报 ， 1 9 9 8 ， ( 3 ) 3 2 0 -3 2 3 f 2 】 阚兴起 ， 张应杰， 武超 引滦隧洞存在的病 害及治理 方案卟 海河水利 2 0 0 9 ( 2 ) 4 4 - 4 5 【 3 J3杨军 官地水电站大坝混凝土裂缝检测及 处理技术 J l 四川建筑 2 0 1 3 ( 4 ) ( 责任编辑 ： 唐 红云 )