渡槽裂缝补强加固处理技术分析

杨玉

摘  要：作为渠系建筑物中应用最多的交叉构造物，渡槽具有输送取水、排洪导流的作用。目前，多选用混凝土材料用于渡槽施工，随着结构跨度越来越大，在施工过程中在多种因素作用下，渡槽裂缝时常发生，从而产生渗漏病害，降低其使用性能。为此，该文结合具体工程，在充分了解渡槽裂缝成因的基础上，对其补强加固技术要点进行了探讨，以期优化裂缝控制措施。

关键词：渡槽;裂缝成因;补强加固处理

中图分类号：TV672              文献标志码：A

0 引言

改革开放以来，我国水利工程建设事业得到了突飞猛进的发展，渡槽作为水利工程建设的重点，具有抗洪排涝、蓄水灌溉的功能。随着使用年限的不断增加，渡槽往往会出现各种不同程度的老化病害问题，象裂缝、碳化、剥落等，若渡槽产生裂缝，将引发严重的渗漏问题，进而影响其使用性能，危害整个工程的质量，甚至造成巨大经济损失。为有效防治渡槽裂缝，必须根据实际情况，采取科学、有效的加固措施，全面提升抗裂性能，解决裂缝渗漏问题，达到良好的抗裂效果，从而有效延长渡槽工程使用寿命，推进我国水利工程建设事业可持续发展。

1 渡槽裂缝形成机理

随着社会经济的高速发展，我国水利工程建设事业也取得了显著的成绩。渡槽作为一种渠系建筑物，得到了广泛的应用与推广。特别是南水北调等一系列大型调水工程的修建，进一步加大了渡槽跨度，属于典型大体积混凝土薄壁结构。工程建设中所需水泥量大，水化热量高等，结构极易产生裂缝，据相关调查显示，混凝土结构裂缝80%左右是施工因素造成，混凝土自身影响因素占15%，设计不合理影响占5%。由此可知，渡槽裂缝多产生于施工阶段，为此笔者仅从材料、施工等方面分析裂缝形成机理。

1.1 混凝土自身影响

渡槽结构的裂缝受混凝土物理力学性能影响较大，主要包括混凝土收缩、徐变等，具体内容如下。

1.1.1 混凝土收缩

水泥等级、水灰比等因素都会对渡槽混凝土结构收缩造成影响，对于大体积混凝土而言，冷缩多出现于早期收缩，干缩多为长期收缩。当前基本选用泵送混凝土进行渡槽施工，相比传统混凝土，这种施工法强度更高，流动性更大。为进一步增加混凝土强度，要求施工中必须选择标号较高的水泥，但在这种情况下，相较普通混凝土，泵送混凝土所产生的温差、温度应力更大，极易产生裂缝。此外，为保证混凝土流动性，需将适量外加剂添加到混凝土内，此时砂率将随之增高，并大大增加混凝土收缩，不利于提高结构抗裂能力。为此，在实际施工中，在确保混凝土强度、流动性均符合施工要求的情况下，应采用标号较低的水泥，尽可能降低水泥用量。

1.1.2 混凝土徐变

通过混凝土徐变可增强混凝土极限变形能力。在渡槽混凝土结构中，徐变可使混凝土温度应力下降，减少收缩裂缝。然而徐变也存在一定缺陷，徐变会大大增加结构长期变形等，为此，必须对徐变的利弊进行综合考虑。

1.2 结构设计影响

若渡槽结构设计不当，在荷载与变形等作用下，极易产生裂缝。因荷载产生的裂缝，可通过计算控制裂缝发展。而变形作用下产生的裂缝，则利用构造设计控制裂缝发展。

1.3 施工方面影响

渡槽属于一种大体积薄壁混凝土结构，在整个施工流程中，其中任一施工工序出现施工不当问题，都会产生大量裂缝，因施工位置不同，施工工艺不同，则裂缝产生的位置也不尽相同。如果振捣方式不正确，混凝土表面将出现严重的浮浆问题，甚至分层离析，这种情况下极易产生混凝土面层裂缝，或大量砂浆流向低处，出现不均匀沉降收缩，导致结构厚度不一致，并于厚薄结合部产生裂缝。

2 工程概况

某水利工程所在地为温带大陆性气候，昼夜温差大，寒潮较多，该工程渡槽共4座，降比为1/800～1/1000，选用钢筋混凝土单向预应力简支箱形梁槽身结构，20 m为单跨长度，为后张法构件。槽身尺寸信息见表1。根据设计要求，变形缝留设于箱形梁和侧挡块中间部位，选用盆式橡胶支座进行槽身两端支承，并将双道止水设于结构缝位置，C50F300W8为槽身段混凝土等级。待工程施工结束后，发现渗漏情况在渡槽部分位置出现，通过检查可知，渡槽混凝土裂缝、伸缩缝为渗漏通道。

3 渡槽裂缝补强加固处理技术要点分析

因该工程所处温带大陆性气候，昼夜温差大，渡槽属于单向预应力结构，应根据工程实际情况，合理选择补强加固方式。

3.1 裂缝补强加固

首先，采用化学灌浆法进行处理，即环氧树脂浆材（性能指标见表2）进行渡槽侧墙竖向裂缝处理，及时增强结构整体性能。因该工程为预应力混凝土，厚度一般，打孔难度较大，灌浆时可选用骑缝贴嘴处理。该施工方式具有良好灌浆成效，同时不会损坏预应力结构。待完成灌浆施工后，可将碳纤维布黏贴在渡槽裂缝内表面进行补强加固，该工程需黏贴3层，要求纤维方向垂直于裂缝走向，以70 cm为黏贴宽度。具体施工流程如下。

3.1.1 裂缝灌浆

第一，清理裂缝表面。针对裂缝表面，可通过角磨机等工具打磨，磨平后需及时清理干净打磨过程中产生的灰尘等杂物。

第二，灌浆嘴黏贴。灌浆嘴一般需黏贴到裂缝交叉位置、裂缝较宽位置、裂缝端部等。随后将环氧胶泥（1 mm）均匀涂抹到灌浆嘴底盘处，与此同时，在指定位置进行灌浆嘴骑缝黏贴。

第三，封闭裂缝。完成上述施工作业后，需及时将一层封闭材料涂抹到裂缝处，涂抹时，要求保证其密封性良好，不得出现小孔、气泡等現象。此后通过压力试验，对封闭情况进行检测，保证无漏气问题。

第四，浆液配置。按照施工具体情况，合理选择材料配合比，保证满足设计要求。

第五，灌浆。作为施工的重中之重，要求在注入器内将配置好的浆液充分注入，在容器自身压力作用下，自动式进行灌浆。完成灌浆之后，即可将新浆液注入，直到注满为止。