随着经济的不断发展，我国水利设施建设逐渐完善，然而在渠道衬砌混凝土施工中,普遍容易产生裂缝,尤其在斜坡上,造成输水渗漏甚至工程破坏。由于裂缝产生的原因复杂，涉及学科多，因此，渠道衬砌混凝土裂缝处理措施是一个相当普遍性的技术难题。这需要广大科技工作者与工程技术人员携手努力，长期探索。文章结合近年的工作实践，对渠道衬砌混凝土裂缝产生的原因、危害及预防处理措施进行了如下分析，供同行参考之用。
1. 混凝土裂缝的分类
根据深度、范围和原因的不同，衬砌混凝土板产生的裂缝可分为表层裂缝、塑性裂缝和贯穿裂缝。表层裂缝产生在混凝土板表面，裂缝长度一般不超过10cm，深度不超过3mm，纹理细碎，形状不规则，如鸡爪状或龟背状，一般只见裂纹，看不见明显的缝隙。塑性裂缝深3～6mm，长1～3m，在一块混凝土板上有一道至数道，走向基本平行。贯穿裂缝是指裂缝将混凝土板全部切穿，贯穿整块甚至数块混凝土板，长度达数米至数十米，走向连续规则。
2.衬砌混凝土裂缝的危害
表层裂缝基本不影响混凝土强度及工程使用。塑性裂缝危害较小，在初期不影响工程的运用，但如不及时处理会发展成贯穿裂缝。贯穿裂缝会对工程造成很大的危害。渠道输水时水沿着裂缝渗入到混凝土板下，使基础的含水量提高乃至饱和，由于混凝土板的覆盖，这些水分难以蒸发而存留在土壤中。在寒冷地区，如密云水库上游，极端最低气温为－35.3℃，到冬季时饱含水分的土壤受冻膨胀变形，对工程产生破坏。形式有三种：一是加大破坏范围，基础膨胀使混凝土板裂缝加宽延长，来年灌溉时水侵入到更大的范围内，形成恶性循环；二是加重破坏程度，基础变形使混凝土板产生错茬，致使灌溉时同一范围内进入更多的水量，冬季时冻胀加剧，造成混凝土板沿裂缝鼓起、 错位甚至翘起；三是水沿裂缝钻入混凝土板下产生渗流，把基础冲刷掏空或沿着兽洞蚁穴渗流到堤外，严重时造成溃堤。
3.裂缝产生的原因
混凝土板产生裂缝的原因是多方面的，经观察研究，主要原因如下。3.1表层裂缝产生的原因。
①混凝土压面次数不足或压面不及时；②抹面时因表面干涩加水或因混凝土稀薄洒干水泥；③施工人员为了搅拌或抹面方便在混凝土拌和时随意加水，造成水灰比偏大，混凝土凝固时产生收缩裂缝；④养护不及时，形成干缩裂缝。
3.2塑性裂缝产生的原因
①工期延误造成冬季施工，遇到急剧降温时尚未凝固的混凝土板收缩产生裂缝；②夏季天气炎热，遇大风天气表层水分损失过快；③基础干燥使混凝土失水；④漏振或振捣不密。这种裂缝发生时间较早，中间宽两头细，位置集中，深度为1～3cm，长度一般不超过10cm。
3.3贯穿裂缝产生的原因
①单块混凝土板设计长度偏大。许多长度为6m的混凝土板在中间产生了垂直裂缝，形状规则，呈直线状。②基础原因。这种原因产生的裂缝比例最大，裂缝长度从数米至数十米，往往伴有混凝土板表面错茬。具体又分为几种情况：一是地质勘察不细致，个别渠堤段以前为坑溏、洞穴，勘测时虽已回填但基础软弱；二是施工单位为降低成本，开挖基础时用机械一次开挖到位而没有预留保护层，造成部分基础超挖；三是回填土不密实；四是设临时车道的部位由于车辆通行造成过压；五是降雨后施工单位为抢工期，基础没有晾干就浇筑底板，覆盖在下面的水分到冬季时冻胀使混凝土板折裂，这种裂缝多产生在渠底混凝土板中间。 ③外来降水。一些基础处理和混凝土施工质量都很好的混凝土板也产生了裂缝，经勘察发现是自然降水侵入到混凝土板下造成的。一种情况渠道两侧是高出渠顶数米的土坡丘陵，雨水或雪水沿浸润线侵入到混凝土板下，另一种是渠顶混凝土板边沿回填土不密实或渠顶高程低于混凝土板，致使自然降水沿着混凝土板与基础的接合面侵入，侵入的水分到冬季产生冻胀把混凝土板拱裂。④对与渠道交叉的外来水源如天然泉眼、村庄污水等没采取处理措施，这些水源借部分渠段四季穿流，冬季冻胀造成混凝土板折裂、翘起、交错。
4.混凝土板裂缝预防
对混凝土板裂缝的治理重在预防，主要有几个方面。
4.1设计方面。
设计改进成本最小，效果最好。①根据当地气候地质等因素合理确定单块混凝土板的尺寸。经实践，长度为3m 的混凝土板中间没再发生垂直裂缝。②将渠道断面由梯形改为U形，并在每块混凝土板下垂直水流方向增设上口宽 20cm、 下口宽12cm、深12cm的梯形肋梁两道，改善混凝土板受力结构。③渠底增设纵向切割缝，用热沥青封灌。④在泉水或污水与渠道相交的渠段设计过水管等跨越设施，借渠道穿流的渠段可将混凝土板衬砌改为浆砌石衬砌。
4.2施工方面。
施工是保证质量的关键，施工时应注意以下问题：①做好施工安排，避免冬季施工；在气温骤降时采取保温保湿措施，也可用电抹子抹面，以缩短抹面时间。②晾晒时间过长的基础在浇筑混凝土前洒水湿润。 ③基础回填要均匀密实，临时车道过压部位应拆除重新回填。④混凝土搅拌时严格控制水灰比，运输时防止离析，浇筑派专职质检员控制振捣、抹面质量。⑤雨季施工采取排水措施，雨后等基槽彻底晾干后再施以下道工序。⑥发现软弱地基及时向监理和设计部门汇报，对基础进行处理后再施工。⑦混凝土凝固后及时养护。由于渠道衬砌混凝土面积大线路长，容易受风吹雨淋、人员践踏等因素影响，因此不宜采取洒水或喷养护剂养护，可采用覆盖塑料薄膜的办法，覆盖时注意要严密，并用土将薄膜压实。
4.3运行管理方面。
运行管理单位及时发现问题，可以将损失减小到最低程度。①经常巡视检查，发现裂缝及时处理，防止裂缝发展扩大甚至发生冲刷掏空现象，造成维修成本增加。②每次灌溉完毕后和冬季来临前提闸放空渠道内积水。
5.渠道裂缝处理及预防措施
表层裂缝一般不需处理，塑性裂缝和贯穿裂缝必须及时处理，处理时分析产生的原因，根据破坏程度采取相应的措施，常用的处理措施如灌浆、结构补强、仿生自愈等方法因施工工艺复杂、难度大、成本高而不适合渠道衬砌裂缝的处理。根据混凝土板截面薄、裂缝受基础影响大的特点，经实践总结出以下几种简单实用经济的处理方案：未贯穿的塑性裂缝，可采用局部处理的办法，划出裂缝范围予以凿除，重新浇筑混凝土面层。由基础原因引起的裂缝必须对基础进行处理，否则即便浇筑了新的混凝土面层，混凝土板以后仍会发生破坏。处理时拆除混凝土板及原基础，对含水量高的土壤进行晾晒，保证基础回填均匀密实后重新浇筑混凝土板。
非基础原因形成的裂缝，可采用人工用钢钎沿着裂缝在其两侧凿出宽20~30cm的带状沟槽，将接合面清理干净，按照原配比浇筑混凝土，水泥采用原配比水泥品种。为防止新浇混凝土自然收缩而产生新的裂缝，施工时掺入适量的膨胀水泥，掺入比例参考使用说明书，如为了外表美观，可掺入20%的白水泥。
其他措施：渠顶回填土不密实或渠顶高程达不到设计要求的，重新回填至设计要求；雨雪水沿浸润线侵入混凝土板下基础的，在混凝土板上沿外侧开挖截水沟，使自然降水沿截水沟排出。
6.结语
水利渠道等设施的混凝土面板产生裂缝的现象是较为普遍的，裂缝的成因也较复杂，但是经过因地制宜改进设计，加强施工管理，混凝土衬砌裂缝是可以预防的。以上的处理措施经实践证明行之有效。
▼▼限时免费领完整版《2022年建筑市场分析报告》
点击进入下方入口预约领取▼▼
建筑行业分析报告领取入口
2023建筑市场发展"新方向"和"新趋势"市场分析报告优先申领~
