南水北调中线工程倒虹吸施工期裂缝成因及防裂措施

□石爱军（广东水电二局股份有限公司）

□郭 磊（华北水利水电学院）

□樊培培（汝州市水利局）

1.概述

南水北调中线工程由汉江丹江口水库引水，干渠总长达1277km，总干渠与大量江、河、沟、渠、公路、铁路相交，形成各类交叉建筑物、控制建筑物。倒虹吸是南水北调工程中一种重要的交叉建筑物，中线共有渠道倒虹吸100座，河道倒虹吸17座。倒虹吸和渡槽一样，属于薄壁混凝土结构，在施工期极易产生温度变形和干缩，从而导致裂缝的产生，影响工程耐久性，故对其实施严格的温控、防裂措施，对防止结构产生裂缝，保证南水北调工程整体施工质量具有重要的意义。

2.倒虹吸裂缝成因分析

倒虹吸混凝土裂缝的产生是多种因素共同作用的结果，这要从混凝土水化机理出发进行成因分析。混凝土搅拌之后，水泥与水接触，颗粒表面即开始水化，生成少量的水化物并立即溶于水中。此时，又暴露出未水化的新表面，使水化作用继续进行，直到生成水化物的饱和溶液为止。从中析出六方片状Ca(OH)2晶体，生成细小的钙矾石晶体。从水泥初凝起到24h为止，水化开始加速，生成较多的Ca(OH)2和钙矾石晶体，同时水化硅酸钙也以长纤维晶体从熟料颗粒上开始长出来，并能逐渐再结晶，生成宏观晶体，直至混凝土硬化。由此可见，随着水泥和水不断水化反应，自由水和毛细孔水量逐渐降低，在硬化水泥石中形成大量微细孔，水的饱和蒸气压随着内部相对湿度降低而降低，导致硬化水泥石受负压作用而产生收缩，特别是表面，收缩而导致裂缝。……