浅谈水利工程中建筑物结构缝及混凝土裂缝处理新方法

[摘要]水利工程与国计民生息息相关，其建筑质量决定工程能否安全、有效地运行，是实现兴利除弊工程的重要组成部分。为了防止混凝土水利工程建筑物出现渗漏，应该在混凝土施工时即加强施工管理预防工作，避免和减少混凝土结构的裂缝，本文则详细的分析了水利工程建筑裂缝及渗漏产生的原因和预防措施等。

[关键词]水利工程；结构缝；混凝土裂缝；处理方法

一、结构缝的处理方法

1、问题的提出

在一些建筑工程中经常采用泡沫塑料板替代沥青砂板作嵌缝资料，水利工程中常用它作构造缝内衬，将塑性防渗资料固定在一定的范围内，限制其活动。但丢弃量较多，且与缝面粘结不紧。为此，经过较长时间的市场调查，并依据多年的施工经历，提出新的处置措施，即在现场喷涂聚氨酯泡沫塑料作嵌缝防渗体。

2、处置计划

2.1水工建筑物构造缝处置(水下局部)。该类型缝在封缝之后，接着要对缝中停止化学灌浆，因而封缝资料应具有抗压才能。封缝处置由外向内依次为砂浆维护层、止水橡胶带、塑性防渗资料和硬质聚氨酯泡沫塑料。

聚氨酯泡沫塑料在缝中的厚度可依据缝宽来肯定。因其与混凝土的粘结力较大，缝宽10cm时，其厚度为8～10cm即可。该资料自身能防渗漏，所以其外层防渗资料可减小厚度，或者喷施一层柔性聚氨酯泡沫塑料替代塑性防渗资料，可使施工更快捷，本钱更低。

2.2输水隧洞伸缩缝处置。本文只论无压和低压输水隧洞，因其缝常有公开水渗出，在处置前必需采取导流封堵措施，使缝面处于枯燥状态，以利施工。处置计划。假如缝中不停止化学灌浆处置，则只需喷施3～4cm厚的柔性聚氨酯泡沫塑料(A)；若需化学灌浆，可先喷施一层3～4cm厚的硬质聚氨酯泡沫塑料，再做一层较薄的柔性聚氨酯泡沫塑料，也可采用其他的塑性防渗资料(B)。

2.3渡槽伸缩缝处置。此类型缝主要靠止水橡胶带止水，因此只需在缝内侧给止水橡胶加一维护层，以避免橡胶过早老化。施工时先在缝中喷施较薄一层柔性聚氨酯泡沫塑料，再设置止水橡胶带，槽身内侧(过水面)用丙乳砂浆作止水橡胶维护层，处置计划。

3、施工工艺

①首先除去失效的止水设备，清算构造(伸缩)缝外表。使粘结面洁净、无杂质且坚持枯燥。②准备喷涂设备，主要包括料罐、搅拌机、喷施主机、管道和喷枪，并按请求准备好原资料和助剂。③将喷枪伸到喷施面上喷施，第一遍不能喷涂太厚，应来回扫动．逐步到达设计厚度。聚氨酯泡沫塑料将在3～7S内起泡并中止活动，在这段时间内需采取措施不让其流失而糜费。一条缝面最好一次喷施完，防止连续反复喷施。喷施半小时后即可初步固化，几小时后可停止下道工序施工。

二、裂缝成因及处理方法

1、温度变化引起的裂缝

裂缝的成因：由于混凝土在硬化过程中，水泥和水起化学反应，产生大量的水化热引起混凝土的温度上升，如果热量不能很快散失，内部和外部温差过大，就将产生温度应力，使结构内部受压，外部受拉。混凝土在硬化初期，只有很低的抗拉强度，如果由内外温度差引起的拉应力超过混凝土早期抗拉强度时，混凝土就要产生裂缝。

防止这类裂缝产生的措施：尽量选用低热或中热降低泥矿渣水泥、粉煤灰水泥；减少水泥用量，将水泥用量2尽量控制在450kg/m以下；降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.60以下；改善骨科级配，掺加粉煤灰或高效减少水剂等来减少水泥用量，降低水化热；改善混凝土的搅拌工艺，采用“二次风冷”新工艺降低混凝土的浇筑温度；在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌和物的流动性、保水性，降低水热化，推迟热峰出现的时间；合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束；在大体积混凝土内部设置冷却管道，通过冷水或冷气冷却，减小混凝土的内部温差；加强混凝土温度的监控，及时采取冷却保护措施；加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表现缓慢冷却，在寒冷季节，混凝土两面必须采取保温措施，以防寒潮袭击。

2、混凝土收缩引起的裂缝

裂缝的成因：混凝土在空气中结硬时，体积要缩小，产生收变形，当受到约束时，就可能导致裂缝的产生；在筋率较高的构件中，由于钢筋对周围混凝土的约束作用强，混凝土的收缩也会受到钢筋的限制而产生拉应力，引构件局部裂缝；新老混凝土界面容易产生收缩裂缝。

防止这类裂缝产生的措施：在裂缝产生的部位，用水泥砂浆，环氧树脂对裂缝部位表面进行粘补、涂抹和嵌补等。这种方法一般适用于表面裂缝，合理设置收缩缝；改善水泥土性能，降低水灰比，减少水泥用量；配筋率宜过高，设置构造钢筋收缩裂缝健分布均匀，避免发生集的大裂缝；加强混凝土的时期养护，并适应当延长混凝保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。

3、混凝土塑性坍落引起的裂缝

裂缝的成因：混凝土塑性坍落发生在混凝土浇筑后的头几个时内，这时混凝土还处于塑性状态，如果混凝土出现渗水现象，在重力作用下混合料中的固体颗粒有向下沉移而水向浮动的倾向。这种移动当受到钢筋骨架或者模板约束时，上部就容易形成沿钢筋长度方向的裂缝。

防止这类裂缝产生的措施：要仔细选择集料的配级，做好混凝土的配合比设计特别是要控制水灰比，采用适量的减水剂；施工时混凝既不能漏振也不能过振，避免混凝土泌水现象的发生，防模板沉陷；如果发生这类裂缝，可在混凝土终凝以前重抹面压光，使裂缝闭合。

三、混凝土裂缝的处理技术

1、混凝土裂缝注浆技术。自从坏氧树脂类高分子材料被用于混凝上建筑物裂缝修补工程后，至今它已经成为仅次于钢材和水泥的第三种材料被广泛应用。以往传统方法是靠人工控制将树脂浆液注入裂缝内。当环氧浆液黏度大，裂缝宽度较小时，这种修补方法并不一定十分成功。由日本引入一种“壁可”注浆技术，则是通过橡胶管的弹性收缩压力自动完成注浆，缓慢均匀地灌浆压力可将缝隙中的空气压人混凝土毛细管中，并通过混凝上的自然呼吸作用排出，有效地避免了气阻现象，从而保证了灌浆质量。在无人看管的情况下，注浆管靠内部压力可以持续很长时间自动注浆，需要人工操作的只是用泵将浆液压入到注射管内。

2、钢板及碳纤维补强加固新技术。碳纤维补强加固技术是利用高强度或高弹性模量的连续碳纤维，单向排列成束，用坏氧树脂浸渍形成碳纤维增强复合材料片材，将片材用专用环氧树脂胶黏贴在结构外表面受拉或有裂缝部位，固化后与原结构形成一整体，碳纤维即可与原结构共同受力。由于碳纤维分担了部分荷载，就降低了钢筋混凝土结构的应力，从而使结构得到补强加固。

四、结语

对于改进的水工建筑物结构缝，采用现场喷涂聚氯酯泡沫塑料嵌缝防渗体，以替代止水铜片塑性防渗材料，经济效益明显。裂缝是水利建筑物混凝土结构中普遍存在的一种现象；它的出现不仅会降低水利建筑物的抗渗能力，影响水利建物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，低材料的耐久性，影响水利建筑物的承载能力。所以，必对混凝土裂缝进行调查研究，在工程中采取有效的预防措施来预防，以证水利工程建筑物的构件的安全、稳定。

参考文献

[1]谢梅良.水利工程混凝土渗漏的原因分析和防治措施[M].北京电力高等专科学校学报.2010，10.

[2]李树国，孙喜龙.水工混凝土裂缝的成因及预防措施[J].水利工程，2010，8.