衬砌混凝土裂缝产生的原因和质量控制措施 (2).pdf

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浅析南水北调中线京石段应急供水S49标渠道衬砌混

凝土裂缝产生的原因和质量控制措施

任雪萍，揭梅，张颖
天津市水利工程有限公司，天津（300222）
E-mail:[e-mail]
摘要：南水北调中线京石段应急供水S49标渠道衬砌混凝土施工已经完成。在整个施工过
程中，通过对混凝土裂缝产生原因的深入了解，采用合理、正确的施工方法和相对应的防治
措施，较好的避免了混凝土裂缝的产生。确保南水北调京石段应急供水工程S49标段的顺利
进行。同时，也为今后大型渠道衬砌混凝土施工中裂缝防治总结出一点经验。
关键词：渠道衬砌；混凝土裂缝；分析；防治措施

1.前言
南水北调工程主要建设内容为大断面渠道现浇混凝土衬砌。在国外，大型调水渠道一般
都采用现浇混凝土衬砌，机械化施工水平较高。我国大型调水工程刚刚起步，在衬砌技术、
机械设备、施工工艺等诸多方面尚存在差距。大断面渠道衬砌，衬砌混凝土厚度一般都比较
小，多在8~15cm之间，混凝土面积较大，在混凝土密实、成型、施工工艺等方面有其独特
的特点。为了取得高质量的衬砌混凝土，必须采用合适的施工机械，并熟悉施工工艺，同时
采取一系列必要的施工措施和手段，指导混凝土衬砌工程施工。

2.工程概况

南水北调中线京石段应急供水工程S49标段位于河北省易县境内，累计桩号自
194+884.29~199+538.7，渠道全长4665.3m，其中土渠段长度约2400m，需进行现浇混凝土
机械衬砌。土渠段含有1：2和1：2.5两种坡比，渠深5.9m，边坡衬砌混凝土厚度10cm。
其底部铺4~8cm厚聚苯乙烯泡沫保温板和复合土工膜。

3.混凝土裂缝的种类和产生原因

3.1温度裂缝
温度裂缝多发生在混凝土表面。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生水化热，
从而使混凝土内部温度升高，而混凝土表面因昼夜温差较大，散热较快，这样就形成内外的
较大温差，较大的温差造成混凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定
的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束
就会产生裂缝。这种裂缝的走向通常无一定规律，混凝土衬砌面板上温度裂缝通常综合交错，
裂缝宽度大小不一[1]。

3.2塑性收缩裂缝
混凝土塑性收缩情况主要受水灰比、混凝土凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等因
素的影响。混凝土初凝之前仍处于塑性状态发生的收缩，在高温或大风等外因影响下，混凝
土表面失水过快，混凝土提及急剧收缩，当蒸发速率大于泌水速率时，会发生局部的塑性收
缩裂缝。

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3.3干缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间内。造成干缩裂缝的原因主要是由于混
凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同，从而产生较大的拉应力，最终造成干缩裂缝。
相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或
网状浅细裂缝，宽度多在0.05~0.2mm之间，大面积混凝土中间部位多见[2]。

3.4施工冷缝
施工冷缝多出现在由于种种原因导致混凝土浇筑不连续的过程中。造成施工冷缝的原因
主要是因为前期混凝土已经浇筑，由于不可预见性事件造成继续浇筑的混凝土与前期浇筑的
混凝土之间的时间间隔过长，接缝部位的处理不到位，在混凝土凝固时发生收缩而导致在抗
拉应力最薄弱的部位产生施工冷缝。

3.5沉降裂缝
沉降裂缝多是由于基础面处理不当造成的，主要体现在坡面质量的优劣上，而坡面质量
主要体现在坡面平整度及基面密实，若支撑混凝土面板的削坡基面平整度不好，甚至凹凸不
平，则面板在同一高程就不是等厚的，这就造成面板柔性的降低，抗拉应力的能力也随之减
小，从而造成应力裂缝；若基面地基土质不均匀或回填土不密实，密度达不到设计要求的指
标，则衬砌面板可能产生过大的沉降或产生局部的不均匀沉降，从而产生沉降裂缝。裂缝宽
度受温度的影响较小，与沉降量的大小成正比，当地基变形稳定之后，沉降裂缝也基本趋于
稳定。

3.6混凝土养护对裂缝的影响
混凝土的养护条件包括混凝土的潮湿状态和养护温度。养护的目的是使混凝土保持或尽
可能接近于饱和状态，使水化作用达到其最大速度，从而得到更高强度的混凝土。不同的养
护和维护可使混凝土结构的抗裂能力成倍的变化。养护好的混凝土面板，除强度增长较快外，
还可以降低因干缩产生裂缝的程度。

3.7切缝对裂缝产生的影响
由于切缝可以起到释放应力的作用，所以混凝土面板上及时切缝能有效的减少裂缝的产
生。

4.施工过程中的防治措施

4.1混凝土浇筑前的防治措施

4.1.1削坡
削坡之前应对较松软土或填土地基在上部结构施工之前应进行必要的夯实和加固，且应
使