渡槽裂縫補(bǔ)強(qiáng)加固處理技術(shù)分析

楊玉

摘? 要：作為渠系建筑物中應(yīng)用最多的交叉構(gòu)造物，渡槽具有輸送取水、排洪導(dǎo)流的作用。目前，多選用混凝土材料用于渡槽施工，隨著結(jié)構(gòu)跨度越來(lái)越大，在施工過(guò)程中在多種因素作用下，渡槽裂縫時(shí)常發(fā)生，從而產(chǎn)生滲漏病害，降低其使用性能。為此，該文結(jié)合具體工程，在充分了解渡槽裂縫成因的基礎(chǔ)上，對(duì)其補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了探討，以期優(yōu)化裂縫控制措施。

關(guān)鍵詞：渡槽;裂縫成因;補(bǔ)強(qiáng)加固處理

中圖分類(lèi)號(hào)：TV672? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)水利工程建設(shè)事業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，渡槽作為水利工程建設(shè)的重點(diǎn)，具有抗洪排澇、蓄水灌溉的功能。隨著使用年限的不斷增加，渡槽往往會(huì)出現(xiàn)各種不同程度的老化病害問(wèn)題，象裂縫、碳化、剝落等，若渡槽產(chǎn)生裂縫，將引發(fā)嚴(yán)重的滲漏問(wèn)題，進(jìn)而影響其使用性能，危害整個(gè)工程的質(zhì)量，甚至造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。為有效防治渡槽裂縫，必須根據(jù)實(shí)際情況，采取科學(xué)、有效的加固措施，全面提升抗裂性能，解決裂縫滲漏問(wèn)題，達(dá)到良好的抗裂效果，從而有效延長(zhǎng)渡槽工程使用壽命，推進(jìn)我國(guó)水利工程建設(shè)事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 渡槽裂縫形成機(jī)理

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)水利工程建設(shè)事業(yè)也取得了顯著的成績(jī)。渡槽作為一種渠系建筑物，得到了廣泛的應(yīng)用與推廣。特別是南水北調(diào)等一系列大型調(diào)水工程的修建，進(jìn)一步加大了渡槽跨度，屬于典型大體積混凝土薄壁結(jié)構(gòu)。工程建設(shè)中所需水泥量大，水化熱量高等，結(jié)構(gòu)極易產(chǎn)生裂縫，據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫80%左右是施工因素造成，混凝土自身影響因素占15%，設(shè)計(jì)不合理影響占5%。由此可知，渡槽裂縫多產(chǎn)生于施工階段，為此筆者僅從材料、施工等方面分析裂縫形成機(jī)理。

1.1 混凝土自身影響

渡槽結(jié)構(gòu)的裂縫受混凝土物理力學(xué)性能影響較大，主要包括混凝土收縮、徐變等，具體內(nèi)容如下。

1.1.1 混凝土收縮

水泥等級(jí)、水灰比等因素都會(huì)對(duì)渡槽混凝土結(jié)構(gòu)收縮造成影響，對(duì)于大體積混凝土而言，冷縮多出現(xiàn)于早期收縮，干縮多為長(zhǎng)期收縮。當(dāng)前基本選用泵送混凝土進(jìn)行渡槽施工，相比傳統(tǒng)混凝土，這種施工法強(qiáng)度更高，流動(dòng)性更大。為進(jìn)一步增加混凝土強(qiáng)度，要求施工中必須選擇標(biāo)號(hào)較高的水泥，但在這種情況下，相較普通混凝土，泵送混凝土所產(chǎn)生的溫差、溫度應(yīng)力更大，極易產(chǎn)生裂縫。此外，為保證混凝土流動(dòng)性，需將適量外加劑添加到混凝土內(nèi)，此時(shí)砂率將隨之增高，并大大增加混凝土收縮，不利于提高結(jié)構(gòu)抗裂能力。為此，在實(shí)際施工中，在確?；炷翉?qiáng)度、流動(dòng)性均符合施工要求的情況下，應(yīng)采用標(biāo)號(hào)較低的水泥，盡可能降低水泥用量。

1.1.2 混凝土徐變

通過(guò)混凝土徐變可增強(qiáng)混凝土極限變形能力。在渡槽混凝土結(jié)構(gòu)中，徐變可使混凝土溫度應(yīng)力下降，減少收縮裂縫。然而徐變也存在一定缺陷，徐變會(huì)大大增加結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期變形等，為此，必須對(duì)徐變的利弊進(jìn)行綜合考慮。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響

若渡槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)，在荷載與變形等作用下，極易產(chǎn)生裂縫。因荷載產(chǎn)生的裂縫，可通過(guò)計(jì)算控制裂縫發(fā)展。而變形作用下產(chǎn)生的裂縫，則利用構(gòu)造設(shè)計(jì)控制裂縫發(fā)展。

1.3 施工方面影響

渡槽屬于一種大體積薄壁混凝土結(jié)構(gòu)，在整個(gè)施工流程中，其中任一施工工序出現(xiàn)施工不當(dāng)問(wèn)題，都會(huì)產(chǎn)生大量裂縫，因施工位置不同，施工工藝不同，則裂縫產(chǎn)生的位置也不盡相同。如果振搗方式不正確，混凝土表面將出現(xiàn)嚴(yán)重的浮漿問(wèn)題，甚至分層離析，這種情況下極易產(chǎn)生混凝土面層裂縫，或大量砂漿流向低處，出現(xiàn)不均勻沉降收縮，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)厚度不一致，并于厚薄結(jié)合部產(chǎn)生裂縫。

2 工程概況

某水利工程所在地為溫帶大陸性氣候，晝夜溫差大，寒潮較多，該工程渡槽共4座，降比為1/800～1/1000，選用鋼筋混凝土單向預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支箱形梁槽身結(jié)構(gòu)，20 m為單跨長(zhǎng)度，為后張法構(gòu)件。槽身尺寸信息見(jiàn)表1。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，變形縫留設(shè)于箱形梁和側(cè)擋塊中間部位，選用盆式橡膠支座進(jìn)行槽身兩端支承，并將雙道止水設(shè)于結(jié)構(gòu)縫位置，C50F300W8為槽身段混凝土等級(jí)。待工程施工結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)滲漏情況在渡槽部分位置出現(xiàn)，通過(guò)檢查可知，渡槽混凝土裂縫、伸縮縫為滲漏通道。

3 渡槽裂縫補(bǔ)強(qiáng)加固處理技術(shù)要點(diǎn)分析

因該工程所處溫帶大陸性氣候，晝夜溫差大，渡槽屬于單向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，合理選擇補(bǔ)強(qiáng)加固方式。

3.1 裂縫補(bǔ)強(qiáng)加固

首先，采用化學(xué)灌漿法進(jìn)行處理，即環(huán)氧樹(shù)脂漿材（性能指標(biāo)見(jiàn)表2）進(jìn)行渡槽側(cè)墻豎向裂縫處理，及時(shí)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性能。因該工程為預(yù)應(yīng)力混凝土，厚度一般，打孔難度較大，灌漿時(shí)可選用騎縫貼嘴處理。該施工方式具有良好灌漿成效，同時(shí)不會(huì)損壞預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。待完成灌漿施工后，可將碳纖維布黏貼在渡槽裂縫內(nèi)表面進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，該工程需黏貼3層，要求纖維方向垂直于裂縫走向，以70 cm為黏貼寬度。具體施工流程如下。

3.1.1 裂縫灌漿

第一，清理裂縫表面。針對(duì)裂縫表面，可通過(guò)角磨機(jī)等工具打磨，磨平后需及時(shí)清理干凈打磨過(guò)程中產(chǎn)生的灰塵等雜物。

第二，灌漿嘴黏貼。灌漿嘴一般需黏貼到裂縫交叉位置、裂縫較寬位置、裂縫端部等。隨后將環(huán)氧膠泥（1 mm）均勻涂抹到灌漿嘴底盤(pán)處，與此同時(shí)，在指定位置進(jìn)行灌漿嘴騎縫黏貼。

第三，封閉裂縫。完成上述施工作業(yè)后，需及時(shí)將一層封閉材料涂抹到裂縫處，涂抹時(shí)，要求保證其密封性良好，不得出現(xiàn)小孔、氣泡等現(xiàn)象。此后通過(guò)壓力試驗(yàn)，對(duì)封閉情況進(jìn)行檢測(cè)，保證無(wú)漏氣問(wèn)題。

第四，漿液配置。按照施工具體情況，合理選擇材料配合比，保證滿足設(shè)計(jì)要求。

第五，灌漿。作為施工的重中之重，要求在注入器內(nèi)將配置好的漿液充分注入，在容器自身壓力作用下，自動(dòng)式進(jìn)行灌漿。完成灌漿之后，即可將新漿液注入，直到注滿為止。