浅析导流泄洪洞衬砌混凝土裂缝成因及预防措施.docVIP

浅析导流泄洪洞衬砌混凝土裂缝成因及预防措施 　　摘 要：在导流泄洪洞混凝土衬砌施工中常常会出现混凝土裂缝，其中有些裂缝会影响 　　混凝土的结构安全，影响导流泄洪洞的正常运行。结合南河水库导流泄洪洞工程，分析了裂缝产生的原因，并制定了预防措施，实践证明，这些预防措施的实施取得了良好的效果，对其他类似工程有一定的参考价值。 　　关键词： 衬砌混凝土 裂缝成因 预防措施 　　1 工程概况 　　南河水库导流泄洪洞洞身段长度448m，城门洞型，衬砌混凝土厚度0.5m，衬砌后断面尺寸为4m×5.2m。洞身底板至拱脚以下0.2m混凝土设计标号为C40W6F200高强耐磨蚀混凝土，顶拱为C25W6F200钢筋混凝土。 　　2 施工方法 　　洞身混凝土浇筑9m为一仓，设施工缝，分布筋不断开，0+25、0+79、0+142、0+196、0+259、0+313、0+340、0+394、0+439处设变形缝，填充2cm厚泡沫板。 　　按照设计分仓，底板及1.2m侧墙采用组合钢模板，地泵输送混凝土入仓。顶拱及侧墙采用钢模台车，地泵输送混凝土入仓，浇筑至拱脚位置处改换C25配合比。 　　从6月28日开始洞身混凝土衬砌，至9月13日底板浇筑25仓（0+25～0+250，共225m），顶拱及侧墙浇筑13仓（0+25～0+142，共117m）。混凝土表面裂缝几乎每仓都有，一般在拆模3天后裂缝开始出现，底板及1.2m侧墙，裂缝从施工缝处向下延伸，侧墙及顶拱裂缝从施工缝处向顶拱发展，呈线形分布，比较有规律。大部分仓C40混凝土侧墙部位出现裂缝，并有多条渗水，顶拱C25裂缝较少。 　　3 裂缝产生原因分析 　　混凝土是一种抗拉强度很低的脆性材料，抗拉强度只是抗压强度的1/10～1/20。导致导流洞衬砌混凝土产生裂缝的因素很多，错综复杂。裂缝往往是由内因和外因共同作用形成的。裂缝产生的主要影响因素有地质条件、结构设计、温度应力、收缩变形、材料、施工等。 　　针对南河水库导流泄洪洞裂缝产生的原因，根据实际调查发现，主要在C40混凝土部位出现了裂缝，从以下几个方面进行了分析：原材料；配合比；施工；环境因素等影响。 　　3.1原材料分析 　　混凝土原材料的质量，对其抗裂性能有较大影响，应严格控制。导流泄洪洞洞身C40混凝土所用原材料，经过试验室检测均合格。但原材料的品质会影响混凝土单方用水量，通过改善原材料可以降低水泥用量，降低混凝土绝热温升。 　　3.2 配合比分析 　　本工程C40混凝土施工配合比如下表所示。 　　设计坍落度180～200mm。前期按此配合比施工存在混凝土裂缝。 　　混凝土初期硬化期间水泥放出大量的水化热，内部温度不断上升，在混凝土表面形成拉应力，后期降温过程中，由于受到其他混凝土构件的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。同时，气温（或者混凝土表面温度）也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，便会出现裂缝。 　　因此混凝土配合比中水泥用量是影响混凝土裂缝的重要因素，本工程裂缝产生部位是高强泵送混凝土，水泥用量较大，通过优化原材料，对施工配合比进一步优化，是解决问题的一种有效途径。在满足混凝土各项设计指标的情况下，应尽可能的降低混凝土配合比中的水泥用量，降低混凝土的绝热温升，从而减少混凝土裂缝。 　　3.3 施工因素分析 　　混凝土施工过程中，拌合、运输、浇筑、拆模、养护等是混凝土质量控制的关键环节。 　　经检查混凝土在拌合、运输、浇筑环节设备配置合理，能满足每仓连续浇筑的要求，各环节均有专职质检员进行监控，运输到仓面的混凝土质量满足设计和施工要求，主要在振捣和养护方面存在问题。 　　3.3.1 振捣影响 　　混凝土漏振会使密实性受到影响，混凝土因为不均匀产生裂缝；混凝土过振，会造成水泥浆与砂分离、石子下沉，在表面形成砂层，造成混凝土裂缝。因此应加强振捣的施工控制。 　　3.3.2 拆模养护影响 　　根据《水电水利工程模板施工规范》DL/T5110-2000，现浇结构底模拆模时的强度要求，本工程顶拱混凝土强度达到设计强度的75%即可拆模。 　　本工程钢模台车拆模时符合规范要求。 　　安排专人负责养护，但后续施工仍然出现裂缝。应改变养护的方法。 　　3.4 环境因素影响（内外温差影响） 　　经实际考察，洞内存在穿堂风，影响混凝土表面的温度和湿度。新浇筑混凝土水化热较大，脱模之后内部温度很高，如果有风吹过，造成表面温度降低较快，内外温差较大，容易产生裂缝；因为有风吹过，混凝土表面水分损失较快，补水不及时，易造成干缩裂缝。 　　4 预防措施 　　根据前面的分析，裂缝产生的主要影响因素有地质因素、温度应力、收缩变形、材料、施工等。 　　通过原因分析，决定从改善原材