渠道襯砌混凝土面板裂縫處理

1、<p>　　渠道襯砌混凝土面板裂縫處理</p><p>　　摘要：本文介紹了南水北調(diào)渠道襯砌混凝土面板裂縫的處理方法與步驟對(duì)成果進(jìn)行了分析，可供類似工程借鑒。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：南水北調(diào)裂縫成因處理材料及方法 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p><b>　　一、工程概

2、況 </b></p><p>　　南水北調(diào)中線工程從加壩擴(kuò)容后的丹江口水庫(kù)引水，沿線開(kāi)挖渠道，經(jīng)唐白河流域西部過(guò)長(zhǎng)江流域與淮河流域的分水嶺方城埡口，沿黃淮海平原西部邊緣，在鄭州以西李村附近穿過(guò)黃河，沿京廣鐵路西側(cè)北上，可基本自流到北京、天津。工程自2003年12月30日開(kāi)工建設(shè)以來(lái)，已歷經(jīng)10余年的建設(shè)，2014年訊后也即將通水。 </p><p>　　渠道襯砌設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)：采用梯

3、形斷面，渠坡1:2～1:3，渠底寬9.5m～20m，渠坡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從下到上為：5cm粗砂或砂礫石墊層、2cm～3cm保溫板、復(fù)合土工膜、10cm混凝土面板；渠底結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為：5cm粗砂或砂礫石墊層、2cm保溫板（局部有）、復(fù)合土工膜、8cm混凝土面板。渠道面板分縫均為4m×4m。 </p><p>　　二、裂縫情況及成因分析 </p><p>　　混凝土面板施工中受天氣、溫度、養(yǎng)護(hù)、

4、切縫時(shí)間等諸多因素的綜合影響，局部混凝土面板出現(xiàn)長(zhǎng)度不一的水平裂縫。通過(guò)裂縫的成因分析，按照南水北調(diào)相關(guān)的裂縫處理技術(shù)要求，制定有效的處理措施，防止渠道滲漏，確保工程安全。 </p><p>　　原因分析：（1）收縮裂縫，混凝土澆筑后在塑性狀態(tài)下發(fā)生的收縮。當(dāng)表面水分向外蒸發(fā)時(shí)引起局部應(yīng)力，當(dāng)蒸發(fā)速率大于泌水速率時(shí)，會(huì)發(fā)生局部的塑性收縮開(kāi)裂。較低水膠比混凝土拌合物體內(nèi)自由水少，礦物細(xì)粉和水化生成物又迅速填充毛細(xì)孔

5、，阻礙泌水上升，因此表面更易于出現(xiàn)塑性收縮開(kāi)裂。此類裂縫常出現(xiàn)在表面，形狀規(guī)則長(zhǎng)短不一，一般在澆筑后2～３ｈ左右出現(xiàn)。在施工中因干燥、風(fēng)速大時(shí)易造成收縮裂縫的出現(xiàn)。（2）溫度變形，混凝土硬化期間由于水化放熱產(chǎn)生溫升而膨脹，到達(dá)溫峰后降溫時(shí)產(chǎn)生收縮變形。升溫期因混凝土模量還很低，只產(chǎn)生較小的壓應(yīng)力，且因徐變作用而松弛；降溫期收縮變形因彈模增長(zhǎng)，而松弛作用減小，受約束時(shí)形成大得多的拉應(yīng)力，當(dāng)超過(guò)抗拉強(qiáng)度（斷裂能）時(shí)出現(xiàn)開(kāi)裂。此外，不同溫度區(qū)

6、域熱膨脹作用的差異，如混凝土中內(nèi)部溫度較高，產(chǎn)生較大膨脹，而外部則收縮，因而在外表混凝土中將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，使混凝土產(chǎn)生裂縫。渠道混凝土面板下部的600g/㎡兩布一膜型復(fù)合土工膜及5cm厚泡沫板隔絕了混凝土面板和土體的能量傳遞和消除了混凝土與土體之間的約束力，這樣混凝土面板的自由度變大，更容易溫度變形。（3）自生變形，自混凝土在沒(méi)有溫度</p><p>　　本標(biāo)段的裂縫大多在渠道襯砌后2～3個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)，我們認(rèn)為

7、是溫度變形裂縫和自生變形裂縫。當(dāng)渠道運(yùn)行后，在水壓力的作用，基礎(chǔ)會(huì)有一定的變形，混凝土面板會(huì)受壓受拉，因此先前的裂縫會(huì)不斷發(fā)生變化，表面縫有可能加深成貫穿縫甚至形成新的貫穿縫，因此我們認(rèn)為渠道混凝土面板裂縫采用柔性材料處理是適宜的，有足夠的韌性適應(yīng)裂縫的收縮變形，有足夠的強(qiáng)度、耐久性防止水壓力侵蝕。 </p><p><b>　　三、處理材料 </b></p><p>

8、;　　本工程裂縫處理采用河南省水利科學(xué)研究院研發(fā)的HPC水工混凝土涂膜防滲專用膠，具有高拉伸強(qiáng)度（不低于4MPa，高達(dá)8.5 MPa）、高伸長(zhǎng)率（不低于450%）、高粘結(jié)性（剝離強(qiáng)度不低于16kN/m）、高抗?jié)B性（不低于0.5 MPa）、無(wú)毒性（急性經(jīng)口毒試驗(yàn)）、耐老化（暴曬無(wú)裂紋）、施工速度快、可水中固化、涂層淺灰等優(yōu)點(diǎn)。 </p><p>　　HPC高拉伸強(qiáng)度能承受更大水壓力，抵抗外力的破壞。高伸長(zhǎng)率能適應(yīng)裂

9、縫的變形，不至于把材料拉破壞。高粘結(jié)性能確保對(duì)裂縫的防滲密封效果，抵御水力剝離破壞。涂膜致密，強(qiáng)度高，能承受較大的靜水壓力。與混凝土顏色相近，施工能保持面板整體外觀一致性。經(jīng)中國(guó)疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所急性經(jīng)口毒試驗(yàn)，屬于無(wú)毒級(jí)，不會(huì)對(duì)水質(zhì)造成污染。 </p><p>　　HPC主要力學(xué)性能指標(biāo) </p><p><b>　　四、裂縫處理工藝 </b>

10、</p><p>　　根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)情況和材料性能研發(fā)出施工新技術(shù)，主要工序包括：騎裂縫兩側(cè)等距離劃線、線內(nèi)磨槽、騎裂粘貼隔離膠帶、涂刷專用底膠、分層填膠涂膜等，使用劃線器、涂膠板專用施工工具。 </p><p>　　1. 混凝土裂縫表面處理 </p><p>　　1.1 畫線：騎裂縫采用劃線器畫出與裂縫中心線等距離的兩條標(biāo)線，標(biāo)線之間距離6cm（即槽寬度）。 <

11、;/p><p>　　1.2 磨槽：兩線之間采用角磨機(jī)進(jìn)行磨槽，槽深為3mm～5mm。 </p><p>　　1.3 表面清理：磨槽完畢，槽內(nèi)清理干凈，無(wú)塵土。 </p><p>　　1.4 粘貼隔離層：騎縫粘貼寬5～10mm聚乙烯隔離膠帶。 </p><p>　　1.5粘貼膠帶紙：沿槽口兩側(cè)，分別粘貼寬5cm左右膠帶紙，裁去槽內(nèi)部分膠帶紙。 &l

12、t;/p><p>　　1.6 涂刷底涂劑：槽內(nèi)涂刷專用DT-2底涂劑，涂刮均勻飽滿，避免流淌，用量為18g/m。 </p><p>　　2. 涂刮HPC防滲材料 </p><p>　　第一道：按照約150g/m用量，按照1:1比例稱量HPC甲、乙組分，混合均勻，放置20～50分鐘（視現(xiàn)場(chǎng)溫度），均勻涂刮到槽內(nèi)，填至約60%的槽深，表面發(fā)現(xiàn)氣泡及時(shí)扎破處理。 </p

13、><p>　　第二道：待第一道指觸不粘手時(shí)（約80分鐘），涂刮第二道（按照80g/m用量重新拌膠，拌合均勻后放置約20分鐘），填至約90%的槽深。 </p><p>　　第三道：第二道涂刮約40分鐘后，涂刮第三道（按照約60g/m用量重新拌膠，拌合均勻后放置約20分鐘）至表平。撕去槽邊膠帶紙。涂膜無(wú)流淌，表面光亮無(wú)氣泡。 </p><p>　　圖1混凝土面板裂縫處理示意

14、圖 </p><p>　　渠道襯砌面板裂縫處理細(xì)部示意圖 </p><p><b>　　五、方案檢驗(yàn)試驗(yàn) </b></p><p>　　1、此裂縫處理方案遵循了南水北調(diào)中線干線工程質(zhì)量缺陷作業(yè)指導(dǎo)中裂縫刻槽，涂刷柔性水泥基材料處理的規(guī)定和方法。 </p><p>　　2、HPC水工混凝土涂膜防滲專用膠材料價(jià)格更高，性能等

15、各項(xiàng)指標(biāo)均大于柔性水泥防水材料。 </p><p>　　3、此方法處理后，不但在強(qiáng)度和拉伸變形等方面滿足要求，后期顏色基本與混凝土一致。 </p><p>　　4、此施工工藝在試驗(yàn)段試驗(yàn)區(qū)裂縫處理中已得到應(yīng)用，滿足了設(shè)計(jì)要求，得到了建管等各方的好評(píng)。 </p><p>　　5、按照此施工工藝在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了操作試驗(yàn)（見(jiàn)圖），符合處理要求。 </p><