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石家庄市冶河灌区管理局 河北石家庄 050000
摘要：水利混凝土裂缝是水工建筑物最为常见的病害之一，产生的原因是多种多样的。裂缝对水工建筑物的危害程度不一，还可能诱发其他病害的发生和发展，对水工建筑物的耐久性产生巨大的危害，因此，必须对此加以重视，并采取措施加以解决。
关键词：水利工程；裂缝；成因
一、水利混凝土裂缝产生的原因
混凝土裂缝形成的原因非常复杂，往往是多种不利因素综合作用的结果。从工程建设实施角度上分析，混凝土裂缝产生的原因主要有以下几方面的因素。
1.设计粗糙，建设、监理单位工作随意性大
由于多方面的原因，勘察设计单位无法深入地开展地质勘探工作，设计缺乏科学依据，带有一定的盲目性。个别建设单位限于自身管理和专业技术水平的欠缺，任意变更原设计。少数工程由业主的内部人员组成监理机构，监理工作失去独立性。
2.施工工艺或现场操作不规范
混凝土生产时原材料计量误差大，尤其外加剂的掺加随意性大，没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水量，造成混凝土水灰比增大。另外，在混凝土运输及泵送过程当中加水的现象也比较普遍。采用整体式钢模板台车施工，混凝土浇筑时不振捣或漏振，混凝土均质性差。盲目追求施工进度，随意提前脱模时间，使低强度混凝土过量承受荷载，破坏了混凝土结构。脱模后没有进行混凝土的潮湿养护。
3.原材料质量差，配合比设计不合理
水泥品种选择不当，安定性不良，不同批次的水泥混用。碎石、砂级配差，含泥量超标。碎石中石粉含量大，针、片状物过多，影响了水泥与骨料的胶结。进行配合比设计时，忽视水泥用量增多对混凝土品质的影响，错误认为水泥用量越多，混凝土强度越高。对掺合料和外加剂的选用缺乏专业技术人员的指导，往往达不到预期效果。
据相关统计，施工不规范造成的混凝土裂缝占80%左右，材料质量差或配合比不合理产生的裂缝占15%左右，设计不当引起的裂缝可能占5%。
二、水利混凝土裂缝的预防措施
1.塑性收缩裂缝的预防措施
首先是要选择合适的材料，一般选用干缩值较小、强度好的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。严格控制水灰比例，掺加高效减水剂来增加。混凝土的强度，减少水和水泥的分量。要及时在混凝土的表面覆盖一层薄膜，保证混凝土的湿度或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。
2.沉陷裂缝的预防措施
基于地基的稳定，施工前对卵石、砾石、各种砂和粘性土的地质结构要进行夯实、加固。模板要保证有足够的强度和刚度，以保证地基的均匀受力。在浇注的过程中，混凝土不要被水浸泡，拆除模板要有时间的控制，另外也要注意拆模的先后顺序。在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
3.对冷却管进行降温
为了有效地避免水利的施工过程中，混凝土的内温过高导致的热胀冷缩现象，可在混凝土的内部结构进行冷却管的预先铺设，待混凝土在浇注之后，便可进行通水的循环冷却操作，这样可以预防裂缝的出现。对于冷却管中的出水的排放问题，应该安排在不影响工程施工的地方，当施工过程中的混凝土在整体初凝后，可以按照具体的情况通过出水对混凝土进行蓄水以及保温养护。
4.温控防裂措施
为防止裂缝的出现，水利施工的现场可以采取以下几点措施。首先，要改善骨料的配比，在干硬性的混凝土中掺加混合料，加塑化剂或引气剂，尽量减少混凝土中水泥的用量。其次，进行混凝土的搅拌时，可以加水或者用水对碎石进行冷却处理，使浇筑混凝土的温度有所下降。最后，热天进行混凝土的浇筑时，应当减少对混凝土的浇筑厚度，能控制在500 毫米以内最佳，这样有利于表面的散热。还可以按照混凝土的浇注面积，设置混凝土的测温管，定时测定内外温度。
三、水利工程混凝土裂缝的修补
混凝土裂缝分为死缝、活缝和增长缝等3 种。对于死缝可以采用刚性材料填充修补；对活缝则采用弹性材料修补；对于增长缝，必须消除引发裂缝的因素。裂缝修补除了要恢复防水性和耐久性为目的之外，还要从结构安全及美观角度出发进行修补，当前的修补方法主要有以下几种。
1.开槽法修补裂缝
首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后，将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中，再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的砼凿槽内进行嵌入。从砂浆开始拌和到嵌入砼缝内，一组砂浆的整个施工过程需要30 分钟左右完成。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖，待完全初凝后，开始用水养护。
2.低压注浆法修补裂缝
低压注浆法适用于宽度为0.2mm～0.3mm 的混凝土裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，使裂缝封闭，大约10 分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行，若气温高的话，半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆嘴，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆嘴压入裂缝，当相邻的最终流出浆液时，就可拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往下注浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。
3.表面覆盖法修补裂缝
这是一种微细裂缝的表面上涂膜，以达到修补混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法，这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以追踪其变化。表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异，通常采用弹性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜等。施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛，清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的氣孔，再用修补材料涂覆表面。
4.充填法
对于裂缝宽度大于0.5mm 的裂缝，沿裂缝处凿成“U”形或“V”形槽，槽顶宽约10cm，在槽中充填密封材料。充填材料采用水泥砂浆、环氧砂浆、弹性环氧砂浆、聚合物水泥砂浆等。如果钢筋混凝土结构中钢筋已经锈蚀，则将混凝土凿开到能够处理已经生锈的钢筋部分，将钢筋除锈，再在槽中充填水泥砂浆或环氧树脂砂浆等材料。
5.注入法
注入法分压力注入法与真空吸入法两种。灌浆法适应于较深较细的裂缝，而真空注入法则利用真空泵使缝内形成真空，将浆材注入缝内，该方法适应于各种表面裂缝的修补。灌浆材料有水泥浆材、普通环氧浆材、弹性聚氨酯浆材、水溶性聚氨酯浆材等。
除以上几种常用混凝土裂缝修补法外，还有结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等修补方法，要根据工程具体情况选用合适的混凝土裂缝修补方法。
结语
水利建筑构筑物的结构安全和防渗等主要由混凝土承担，混凝土的质量极其重要。因此，减少和控制混凝土裂缝的产生和扩展，对提高混凝土结构的质量，进而提升水利建筑物的安全起着极为重要的作用，必须加以重视。
参考文献：
[1]李文涛，水利工程中混凝土相关技术的应用[J].科技风，2010，（20）.
[2]魏银山，水工混凝土的施工温度与裂缝分析[J].科技促进发展.2009（5）.
摘要：水利混凝土裂缝是水工建筑物最为常见的病害之一，产生的原因是多种多样的。裂缝对水工建筑物的危害程度不一，还可能诱发其他病害的发生和发展，对水工建筑物的耐久性产生巨大的危害，因此，必须对此加以重视，并采取措施加以解决。
关键词：水利工程；裂缝；成因
一、水利混凝土裂缝产生的原因
混凝土裂缝形成的原因非常复杂，往往是多种不利因素综合作用的结果。从工程建设实施角度上分析，混凝土裂缝产生的原因主要有以下几方面的因素。
1.设计粗糙，建设、监理单位工作随意性大
由于多方面的原因，勘察设计单位无法深入地开展地质勘探工作，设计缺乏科学依据，带有一定的盲目性。个别建设单位限于自身管理和专业技术水平的欠缺，任意变更原设计。少数工程由业主的内部人员组成监理机构，监理工作失去独立性。
2.施工工艺或现场操作不规范
混凝土生产时原材料计量误差大，尤其外加剂的掺加随意性大，没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水量，造成混凝土水灰比增大。另外，在混凝土运输及泵送过程当中加水的现象也比较普遍。采用整体式钢模板台车施工，混凝土浇筑时不振捣或漏振，混凝土均质性差。盲目追求施工进度，随意提前脱模时间，使低强度混凝土过量承受荷载，破坏了混凝土结构。脱模后没有进行混凝土的潮湿养护。
3.原材料质量差，配合比设计不合理
水泥品种选择不当，安定性不良，不同批次的水泥混用。碎石、砂级配差，含泥量超标。碎石中石粉含量大，针、片状物过多，影响了水泥与骨料的胶结。进行配合比设计时，忽视水泥用量增多对混凝土品质的影响，错误认为水泥用量越多，混凝土强度越高。对掺合料和外加剂的选用缺乏专业技术人员的指导，往往达不到预期效果。
据相关统计，施工不规范造成的混凝土裂缝占80%左右，材料质量差或配合比不合理产生的裂缝占15%左右，设计不当引起的裂缝可能占5%。
二、水利混凝土裂缝的预防措施
1.塑性收缩裂缝的预防措施
首先是要选择合适的材料，一般选用干缩值较小、强度好的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。严格控制水灰比例，掺加高效减水剂来增加。混凝土的强度，减少水和水泥的分量。要及时在混凝土的表面覆盖一层薄膜，保证混凝土的湿度或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。
2.沉陷裂缝的预防措施
基于地基的稳定，施工前对卵石、砾石、各种砂和粘性土的地质结构要进行夯实、加固。模板要保证有足够的强度和刚度，以保证地基的均匀受力。在浇注的过程中，混凝土不要被水浸泡，拆除模板要有时间的控制，另外也要注意拆模的先后顺序。在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。
3.对冷却管进行降温
为了有效地避免水利的施工过程中，混凝土的内温过高导致的热胀冷缩现象，可在混凝土的内部结构进行冷却管的预先铺设，待混凝土在浇注之后，便可进行通水的循环冷却操作，这样可以预防裂缝的出现。对于冷却管中的出水的排放问题，应该安排在不影响工程施工的地方，当施工过程中的混凝土在整体初凝后，可以按照具体的情况通过出水对混凝土进行蓄水以及保温养护。
4.温控防裂措施
为防止裂缝的出现，水利施工的现场可以采取以下几点措施。首先，要改善骨料的配比，在干硬性的混凝土中掺加混合料，加塑化剂或引气剂，尽量减少混凝土中水泥的用量。其次，进行混凝土的搅拌时，可以加水或者用水对碎石进行冷却处理，使浇筑混凝土的温度有所下降。最后，热天进行混凝土的浇筑时，应当减少对混凝土的浇筑厚度，能控制在500 毫米以内最佳，这样有利于表面的散热。还可以按照混凝土的浇注面积，设置混凝土的测温管，定时测定内外温度。
三、水利工程混凝土裂缝的修补
混凝土裂缝分为死缝、活缝和增长缝等3 种。对于死缝可以采用刚性材料填充修补；对活缝则采用弹性材料修补；对于增长缝，必须消除引发裂缝的因素。裂缝修补除了要恢复防水性和耐久性为目的之外，还要从结构安全及美观角度出发进行修补，当前的修补方法主要有以下几种。
1.开槽法修补裂缝
首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后，将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中，再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的砼凿槽内进行嵌入。从砂浆开始拌和到嵌入砼缝内，一组砂浆的整个施工过程需要30 分钟左右完成。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖，待完全初凝后，开始用水养护。
2.低压注浆法修补裂缝
低压注浆法适用于宽度为0.2mm～0.3mm 的混凝土裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，使裂缝封闭，大约10 分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行，若气温高的话，半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆嘴，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆嘴压入裂缝，当相邻的最终流出浆液时，就可拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往下注浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。
3.表面覆盖法修补裂缝
这是一种微细裂缝的表面上涂膜，以达到修补混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法，这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以追踪其变化。表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异，通常采用弹性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜等。施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛，清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的氣孔，再用修补材料涂覆表面。
4.充填法
对于裂缝宽度大于0.5mm 的裂缝，沿裂缝处凿成“U”形或“V”形槽，槽顶宽约10cm，在槽中充填密封材料。充填材料采用水泥砂浆、环氧砂浆、弹性环氧砂浆、聚合物水泥砂浆等。如果钢筋混凝土结构中钢筋已经锈蚀，则将混凝土凿开到能够处理已经生锈的钢筋部分，将钢筋除锈，再在槽中充填水泥砂浆或环氧树脂砂浆等材料。
5.注入法
注入法分压力注入法与真空吸入法两种。灌浆法适应于较深较细的裂缝，而真空注入法则利用真空泵使缝内形成真空，将浆材注入缝内，该方法适应于各种表面裂缝的修补。灌浆材料有水泥浆材、普通环氧浆材、弹性聚氨酯浆材、水溶性聚氨酯浆材等。
除以上几种常用混凝土裂缝修补法外，还有结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等修补方法，要根据工程具体情况选用合适的混凝土裂缝修补方法。
结语
水利建筑构筑物的结构安全和防渗等主要由混凝土承担，混凝土的质量极其重要。因此，减少和控制混凝土裂缝的产生和扩展，对提高混凝土结构的质量，进而提升水利建筑物的安全起着极为重要的作用，必须加以重视。
参考文献：
[1]李文涛，水利工程中混凝土相关技术的应用[J].科技风，2010，（20）.
[2]魏银山，水工混凝土的施工温度与裂缝分析[J].科技促进发展.2009（5）.