浅析水电工程混凝土施工裂缝的成因与处理

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[摘 要] 随着我国水利建筑业的快速发展，影响建筑工程质量的问题也凸显出来，其中混凝土的裂缝是水工混凝土工程病害之一，成为工程质量控制的热点。混凝土裂缝不仅给工程本身带来极大的危害，也严重影响了施工单位的形象和信誉，亦增加了工程成本。本文通过对国家某重点工程YL水电站（见文后说明）导流隧洞边墙、顶拱出现的不同程度的裂缝，分析了导致混凝土裂缝产生的主要原因，并结合工程实际情况提出了相应的处理措施。

[关键词] 导流隧洞 混凝土裂缝 主要原因 处理措施

一、工程概况

YL水电站导流隧洞位于拦河闸坝右岸，呈双弯道布置，上游平面转角为39.33°，下游平面转角为30.02°，平面转弯半径均为100.00m，隧洞全长592.93m。断面尺寸采用14.00m×15.00m城门洞型，顶拱中心角为120°，圆拱半径为8.08m，过水面积为193.53m2。导流隧洞进口高程为1625.00m，出口高程为1624.00m，设计底坡i＝0.169%，为缓坡隧洞。

二 、混凝土裂缝概述

YL水电站导流隧洞共计约4.3万方混凝土。于2008年4月开始浇筑，至2008年9月，发现边墙、顶拱及底部浇筑后出现了不同程度的裂缝。裂缝主要集中分布在导流隧洞的边墙，局部顶拱，裂缝宽度普遍在0.1mm~0.3mm之间，表面有混凝土沉淀物、水泥浮浆等一些杂物，裂缝部位普遍渗水。约有60条裂缝，总长约650m。裂缝普查成果典型部位详见附表1。

三、 混凝土裂缝原因分析

引起导流隧洞衬砌混凝土产生裂缝的因素很多，在实际施工中，裂缝的产生往往是由几种因素共同作用造成的，这些因素有的是内因，有的是外因，或者是内因和外因共同作用造成的，在各种影响因素中有一个主导因素，其它因素起诱发和促进作用。一般来说裂缝的产生主要由干缩、水泥水化热、温度、地基变形、荷载、地基冻胀等原因引起。

2008年10通过对YL水电站导流隧洞衬砌混凝土裂缝的普查、统计，对产生裂缝的主要原因分析如下。

温度裂缝：浇筑温度、超挖等综合作用也是导致混凝土裂缝产生的主要原因。

混凝土的温度变化引起的裂缝，出现裂缝多的季节是在夏季月份. 骨料经过水喷淋降温，温度一般在25~ 38℃之间，最高温度24℃，水泥储存在库内，温度一般18 ~ 35℃之间，混凝土出机温度在20~ 29℃之间，仓面混凝土温度一般为20 ~ 25℃，根据当时的施工情况和有关规范，对浇筑块温度应力进行过计算，计算结果表明混凝土块体所受的温度应力处于临界状态，应是导致混凝土裂缝产生的主要原因之一。

施工原因：根据对现场混凝土的检查和对施工人员的访问，发现有几个问题：一是混凝土的蜂窝麻面，二是混凝土的养护，三是拆模时间。蜂窝麻面反映混凝土立模和振捣方面存在不足，而养护不好则对混凝土整体质量影响特别显著，直接影响混凝土的抗裂能力。在混凝土产生足够强度以前，过早拆模以及在混凝土施工面上过早从事其它准备工序，会破坏混凝土结构，降低承载力，导致裂缝的产生。

其次，施工冷缝也是造成混凝土裂缝的原因之一。

四、混凝土裂缝的处理措施

混凝土作为多组材料组成的脆性材料，裂缝的存在是常见的，但由于裂缝的存在易使水工建筑物产生渗漏，加速混凝土碳化，降低混凝土抵抗各种侵蚀介质的耐腐蚀性能力，并且随着裂缝的发展通常会使内部的钢筋等材料产生锈蚀，从而降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响水工建筑物的承载能力，危及水工建筑物结构的稳定性。因此，必须采取有效必要的的措施对裂缝进行处理，结合施工现场处理混凝土裂缝缺陷和当前国内多工程裂缝处理的经验，选择经济、适用的处理方式很重要。

（一）裂缝处理的方法及化学灌浆

水工混凝土工程常见缺陷处理及修补裂缝的方法很多，归纳起来主要有：表面修补法、开槽法修补裂缝、化学灌浆法、结构加固法、混凝土置换法几种。

YL水电站导流隧洞工程总结同类项目施工处理经验，根据设计单位下发的《导流隧洞混凝土工程缺陷处理技术要求》，针对裂缝的分类，实施了对应的处理原则，具体如下：

I类裂缝（浅层裂缝）：指表面缝宽δ≤0.2mm：原则上不做专门处理，但缝口破碎宽度δ＞0.5mm的，需采取缝口涂刷宽度为1mm的环氧增厚材料。

II类裂缝：表面缝宽在0.2﹤δ≤0.35mm；缝长100cm~200cm，缝深不超过结构厚度的1/4。进行表面直接封闭处理，首先对封面进行清理，然后采用低粘度环氧对裂缝表面进行封闭，要求涂刷均匀，待环氧表面干燥后再在缝面涂刷二道环氧增厚材料，涂刷宽度在15~20cm，涂刷厚度为1mm。

III类裂缝：表面缝宽δ＞0.35 mm以及表面有渗水和渗浆的II类裂缝，缝长大于200cm，缝深超过结构厚度的1/4，采用化学灌浆处理。

即对导流隧洞底板混凝土裂缝及边墙2m以下渗水缝和渗水点（即I、II类裂缝）采用表面覆盖法修补处理和开槽法修补裂缝，处理工艺为：性状描叙——缝面打磨，切槽、冲洗——缝面封缝——涂刷ECH环氧胶泥——质量检测。

对导流隧洞边墙裂缝（III类裂缝）采用化学灌浆，处理工艺为：裂缝描述——裂缝清理（打磨、切槽、布孔、钻孔、冲洗）——贴嘴（灌浆嘴埋设）——封缝——灌浆作业（试压检查、.灌浆顺序由下而上，由深到浅等）——灌后处理（注浆嘴的清除及表面处理）——质量检查及验收。

国内目前化学灌浆材料很多种类，无论采用哪种化学灌浆材料，其施工方法和施工工艺大致相同。

五、结束语

混凝土的裂缝是不可避免的，其微观裂缝是本身物理力学性质决定的，但它的有害程度是可以控制的，有害程度的标准是根据使用条件决定的。由于混凝土裂缝是混凝土施工中的通病，不但有碍观瞻，而且还有可能影响混凝土工程的正常使用。因此如何避免混凝土的裂缝出现，是施工中必须十分注意的问题。

由于影响混凝土产生裂缝的因素错综复杂，施工中必须结合本工程实际情况，有针对性地采取可行措施有效的预防混凝土产生裂缝。同时对工程中混凝土产生的裂缝，应当查明原因，根据裂缝的特征，采用行之有效的处理方法，防止裂缝的进一步发展，以免影响工程的正常使用

（说明：文中所述的“国内在建的某重点水电站YL水电站”系指目前在建的国家重点工程锦屏二级水电站，因尚在建设阶段，相关资料成果不便公开，文中以字母“YL”表示，特此说明。）

锦屏二级水电站工程简介：锦屏二级水电站是雅砻江干流上的重要梯级电站之一，电站利用雅砻江下游河段150km长大河弯的天然落差，通过长约16.67km的引水隧洞，截弯取直，获得水头约310m。电站总装机容量4800MW，单机容量600MW。

参考文献：

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