谈水工混凝土裂缝与防治

【摘要】引起水工混凝土裂缝的原因多种多样，实际施工过程中应针对具体情况而采取不同措施进行治理。以某水库存在混凝土裂缝为例进行分析，并采取有效措施进行防治。

【关键词】水工；混凝土；输水洞；泄洪洞；修补措施

1概述：

引起水工混凝土建筑物裂缝的原因十分复杂，因而各种裂缝性状也不相同，荷载、温度、收缩、地基变形、钢筋锈蚀、碱骨料反应、地基冻胀、混凝土质量差、水泥水化热温升等因素，单独作用或相互作用都可能造成混凝土产生裂缝。裂缝对水工混凝土建筑物的危害程度不一，严重的不仅危害建筑物整体性和稳定性，使水工建筑物的安全运行受到严重威胁，同时还会引起渗漏溶蚀、环境水侵蚀、冻融破坏的扩展及混凝土碳化、钢筋锈蚀等其他病害的发生和发展，这些病害与裂缝形成恶性循环，对水工混凝土的耐久性产生破坏。

某水库运行多年，虽经历多次续建、改建，但泄洪洞和输水洞混凝土裂缝，仍是制约水库正常运用的关键。

2水工混凝土建筑物运行及裂缝发生情况

2.1输水洞裂缝

输水洞位于主坝右岸为泄洪发电两用隧洞，全长389 m，进口桩号0+771，在桩号1+112处有一泄洪支洞。泄洪支洞全长155.8 m，洞身为圆型，直径6m，衬砌厚度一般为0.4 m，顶拱为预填骨料灌浆。

长期运行后，多处地方都已出现缝。近几年结合水库除险加固工程，利用现场工作条件，对桩号0+840以后的输水洞（发电支洞未进行检测）进行裂缝现场检测。因洞壁潮湿，细小裂缝难以发现，仅对相对明显的较长裂缝及渗漏进行了检查。裂缝按走向分类，洞身部分有环向缝、纵缝和斜向缝。在洞身发现的裂缝中73条为环向裂缝，5条纵向裂缝，12条斜向缝。在检查过程中，桩号1+030以上洞身几乎全部处于洇湿状态，存在小股喷射状水流；桩号1+030至下游闸室之间洇湿部位绝大多数发生在边顶拱连接处，洇水长度约占总长度的70%。通过检查，共发现除裂缝以外的漏水点13处，这些漏水点基本为原灌浆孔漏水。与运行初期相比，裂缝经过处理，数量有所减少，0+925～O+945段裂缝由原来的20多条减少到现在的7条，裂缝宽度多在0.1～0.2 mm。

2.2泄洪洞裂缝

泄洪洞全长698.429 In。进口闸室位于桩号0+695.289，桩号0+802以前洞径5.4 m，桩号O+822.944～1+018为有压洞，洞径6 m，边、顶拱采用预制钢筋混凝土拱块，底拱则采用现浇结构。

多年运行后测共发现裂缝33条，缝长1.51～12.37 m，总长度149.7 m，缝宽在0.1～0.62 mm之间。在发现的裂缝中绝大多数为环向或稍倾斜的裂缝。在现浇混凝土洞段发现26条裂缝，在城门洞型无压段发现裂缝7条，在边墙、顶拱为预制混凝土的洞段未发现裂缝。对混凝土漏水点检查，无压洞段两侧边墙所有分缝的中下部均有漏水现象，部分边墙分缝漏水较重并有灰色析出物；部分顶拱分缝和灌浆孔漏水。有压洞段部分灌浆孔漏水；预制混凝土段的边墙和顶拱的分缝绝大多数有洇水痕迹，部分分缝漏水形成水流。

3裂缝修补技术

裂缝修补主要以恢复防水性和耐久性为主要目的，在满足修补目的的前提下，还必须考虑经济性，明确修补范围和修补规模等。随着处理技术的不断进步和创新，国内外修补裂缝的方法很多，目前裂缝修补一般可采用喷涂法、粘贴法、充填法和灌浆法，针对不同方法和材料性质，修补材料又分为充填材料、灌浆材料和表面覆盖材料。本次采用充填和灌浆相结合的办法，对洞身混凝土裂缝进行处理，起到补强和修复的作用。主要包括：渗水伸缩缝处理、混凝土裂缝处理。

3.1伸缩缝处理

对于渗漏水伸缩缝采用表面开槽、钻减压引流孔、安装GB橡胶止水带、丙乳砂浆封堵、内部进行水泥灌浆处理，共处理伸缩缝2条，长度25.07 m；具体施工方法：对伸缩缝施工时，先用切割机垂直混凝土表面对混凝土裂缝进行切割，深度2cm，沿伸缩缝走向凿矩形槽，宽3l～35 cm，深7～10cm，用压缩空气清扫槽内残渣，并用高压水枪冲洗干净后，用喷灯将裂缝烤干，有洇水处在缝外侧用电钻打中12 mm导流孔将水引出，并用堵漏灵进行封堵，养护完成后，用丙乳砂浆找平，养护达到一定强度后，安装M10膨胀螺栓，间距15 cm，再安装GB橡胶止水带，用宽3cm，厚5 mm不锈钢压板固定，止水和钢压板在安装前先打孔，与缝上膨胀螺栓对应。固定好止水后，嵌入压抹丙乳砂浆，表面进行抹光，在丙乳砂浆固化前沿伸缩缝中部切缝，缝宽5 mm。待丙乳砂浆达到一定强度后，进行洗孔和洗缝，用高压水枪将孔和缝内粉尘和碎屑冲洗干净，测其孔深，再从灌浆孔通高压水反复冲洗直至反流出清水为止，最后通压缩空气冲洗钻孔和缝面。进行压水试验，试验压力最大为0.2 MPa，经试验合格后，进行灌浆。灌浆机具采用250 L双层立式搅浆机制浆，用BW250/50三缸卧式灌浆泵灌浆。灌浆用水泥采用超细改性灌浆水泥，经过试验按水灰比1：l进行配浆，根据裂缝情况选择灌浆方法，按灌浆孔由深到浅、自下而上的顺序进行灌浆，灌浆前将所有孔上的阀门全部打开，用压缩净化空气将孔和缝内的积水吹挤干净后进行灌浆，灌浆压力从0.1 MPa开始，最大压力为0.4 MPa，当灌浆段停止吃浆时，再持续灌浆30 min后停止灌浆。停止灌浆后关闭孔口阀门，待固化物达到设计强度后将灌浆管沿混凝土表面切除，并用丙乳砂浆封孔。

3.2混凝土裂缝处理

（1）干燥裂缝施工方法：

对裂缝施工时。先用切割机垂直混凝土表面对混凝土裂缝进行切割，深度2cm，沿裂缝两侧凿“U”形槽，上口宽10～15 cm，下口宽8～12 cm，槽深6—10 cm，用压缩空气清扫槽内残渣，并用高压水枪冲洗干净后，嵌入压抹丙乳砂浆，嵌补后表面进行处理，外观平整、光滑、美观并能满足混凝土曲线及平整度要求。

（2）渗水裂缝施工方法：

先把裂缝或冷缝处及其上下游1.5 m工作范围内的泥土杂物清扫干净，用高压水枪冲洗洞壁，将裂缝清晰明显地找出后，先用切割机垂直混凝土表面对混凝土裂缝进行切割，深度2 cm，凿矩形缝，槽口宽10～20cm，深6～10 cm，凿完后用高压水枪冲洗，用喷灯将裂缝烤干，有洇水处在缝外侧用手持冲击电钻沿裂缝渗漏水处打斜孔进行减压引流，孔径18 mm，布置在裂缝的两侧，遇裂缝分叉处增设一个孔。并用堵漏灵进行封堵，养护后，再用喷灯烤干，直到无洇水后，用丙乳砂浆进行找平，终凝后沿裂缝方向安装GBW遇水膨胀嵌缝胶条，然后用丙乳砂浆嵌补。待丙乳砂浆达到一定强度后，进行洗孔和洗缝，用高压水枪将孔和缝内粉尘和碎屑冲洗干净，测其孔深，再从灌浆孔通高压水反复冲洗直至反出清水为止，最后通压缩空气冲洗钻孔和缝面。进行压水试验，对裂缝进行灌浆处理，待固化物达到设计强度后将灌浆管沿混凝土表面切除，并用丙乳砂浆封孔。

4裂缝处理评述

从施工记录和施工过程质量控制分析了裂缝处理基本按设计技术要求进行，处理过程规范，达到预期目的。

5结语

混凝土中普遍存在裂缝，混凝土早期产生的这些裂缝，必将为以后侵蚀性物质的进入提供通道，破坏混凝土结构的耐久性，危及钢筋产生锈蚀，降低混凝土的整体性。一般水工建筑物的破坏都不是突然发生的，有一个从量变到质变的过程。经常的检查、观测以及分析，并有针对性地进行修补处理，不仅可以发现结构的缺陷，而且可据此确定消除缺陷的处理方案，以保证建筑物安全运行。

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