渠道衬砌混凝土裂缝产生原因与对策

　　渠道衬砌混凝土裂缝产生原因与对策

　　衬砌混凝土是明渠输水主要结构形式，有预制和现浇两种方式。渠道衬砌现浇混凝土版式结构特点造成了其施工方法、施工工艺与常规混凝土的不同，同时施工环境和施工条件对其质量有更大的影响，从而带来渠道衬砌混凝土比常规混凝土出现更多的质量问题，裂缝是最常见的质量问题。裂缝产生原因很多，有温度裂缝、应力裂缝、沉降裂缝、冻胀裂缝、浮力裂缝等。本文针对现浇渠道衬砌混凝土裂缝出现的质量问题，结合工程实例深入剖析原因，并提出了预防对策。
　　1.温度裂缝
　　混凝土温度裂缝是混凝土的通病，渠道衬砌混凝土由于其面积大、厚度薄更易产生。一般表现为混凝土表明产生龟裂，其产生的原因主要养护不到位所至。考虑到养护的实际难度，喷洒养护剂是最简捷的应防对策。
　　2.应力裂缝
　　应力裂缝主要指混凝土内部由于某种原因产生应力高于混凝土抗拉强度产生裂缝的情况。主要有以下几种情况。
　　2.1设置伸缩缝不合理。判定伸缩缝合理不合理最直接的方法就是看看是否产生规律性裂缝，规律性裂缝一般为纵向裂缝，多产生在齿脚以上1～2米内，有时产生在齿脚和底板中线附近。如某灌区节水工程产生在阴坡齿脚以上1米左右，某灌区产生在齿脚或底板中线附近。预防和解决的方法就是增加伸缩缝，齿脚附近适当加大厚度并设立弧线齿脚，如某灌区设立弧线齿脚基本防止了齿脚裂缝的产生。
　　2.2施工方法不合理。使用衬砌机施工施工段过长、割缝不及时容易产生裂缝。预防手段要控制施工段长度，如南水北调中线京石段要求12米，当然这是比较保守的要求，从实践看，一次24米也没有问题。及时割缝以不对混凝土产生崩边破坏尽早进行。
　　2.3特殊的施工条件与施工环境。在昼夜温差较大特别是初春季节，遇上大风时候，在混凝土浇筑12h～16h时，极易产生裂缝。此时混凝土表层已凝固，而内部受地温限制尚未凝固，产生裂缝不可避免。预防措施是避开初春大风季节施工。
　　3.沉降裂缝
　　沉降裂缝是由于土方填筑不实引起，多发生在原状土与回填土交界线或与建筑物交接部位，一般是承包方原因。预防措施包括适当加大开挖边坡坡比、设置水泥土或碎石土等技术手段，更主要的是承包商加大此部位质量控制力度。
　　4.冻胀裂缝
　　冻胀裂缝是北方地区渠道衬砌混凝土常见裂缝的主要形式， 与冻融破坏一样构成渠道衬砌混凝土两个顽疾。冻胀裂缝是由于混凝土下方土方产生冻胀所致。有以下几种类型。
　　4.1未设立保温层或保温层不合适。保温层常用聚苯乙烯保温板和砂砾料（粗砂）两种方式，设立了保温层一般不会产生冻胀裂缝。受资金原因许多灌区节水项目未设立保温层或多或少地均发生了冻胀裂缝。
　　4.2设计规范部需要设立保温层的产生了冻融破坏。有以下几种情况，砂层基础不需设立保温层，有时砂层基础有淤泥带，施工时消坡土混入沙层，沙层中局部有泥块，这些特殊情况造成了沙层冻胀裂缝；压实度大于95%的回填土，回填土含水量较高，回填质量达不到设计要求，土工膜局部破坏等情况的发生造成了冻融裂缝的产生。
　　4.3运行管理不当。临近冬季或冬季高水位运行超过混凝土衬砌高度，带来混凝土下面的土方含水量过高或地下水水位升高，引发冻胀破坏。如保定沙河在衬砌完成的第一年高水位运行带来混凝土较为严重的冻胀裂缝产生。预防实施避免渠道高水位运行。
　　5.浮力裂缝
　　浮力裂缝是水产生的扬压力引起。施工阶段与运行阶段均可能发生，有一下几种情况。
　　5.1地下水位较高地区未设立逆止阀等抗浮设计。有地下水时保温板起到加大浮力作用，此时应采用沙砾垫层保温层。
　　5.2地下水位不高但运行阶段局部时期的高水位引起浮力裂缝。渠道附近有沙坑、鱼塘等人以积水的地方，在雨季或其他原因造成大量积水从而带来地下水位上升诱发浮力破坏。应对策略是增加抗浮设计。
　　5.3暴雨季节特殊天气。某市民心河在第一个雨季，遭遇暴雨，排水实施未到位，土方回填不实的部位发生了较为严重的浮力破坏。以后年份随着土方逐步密实及排水实施的逐步完善后未发生浮力破坏现象。
　　5.4施工阶段的浮力破坏。一般发生在砂性土壤，在衬砌完成后，在渠道附近进行其他项目施工诱发浮力破坏。如灌注桩施工形成持续水压力在南水北调中工程许多标段均产生浮力破坏；再如南水北调工程砂基段光缆敷设电缆沟只有一米深，回填不实或未回填时在遇到雨天时可能造成浮力破坏，有时一个排水管的漏水也带来浮力破坏。预防措施合理安排施工或设立雨季施工抗浮预案。
　　渠道衬砌混凝土容易产生裂缝，产生的原因多种多样。有施工方、设计方的原因，有业主或运行方的责任，同时和施工条件、运行环境密不可分，更多地有两种或两种以上因素综合素质。同样预防和控制裂缝也需各方团结一致共同克服。只要引起足够重视，渠道衬砌混凝土完全可以避免或减少发生。