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摘要：分析了水工建筑物混凝土裂縫產生的因素，介紹了常見的裂縫修補方法．并以塘口水電站大壩為例簡要介紹了混凝土裂縫處理的具體措施。
關鍵詞：大壩；水工建筑物；混凝土裂縫；修補
1  水工建筑物裂縫產生的因素


    混凝土裂縫是土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見的工程病害。水工建筑物裂縫的產生主要有以下幾種：1)混凝土在硬化過程中，由于干縮引起體積變形、受到約束時產生的裂縫，這種裂縫的寬度有時會很大，甚至會貫穿整個構件。2)大體積混凝土水化時產生的大量水化熱得不到散發，導致混凝土內外溫差較大，使混凝土的形變超過極限引起裂縫。3)在厚度較大的構件中，由于混凝土的塑性塌落引起的裂縫。4)當有約束時，混凝土熱脹冷縮所產生的體積脹縮，因為受約束力的限制，在內部產生了溫度應力．由于混凝土抗拉強度低，容易被溫度引起的拉應力拉裂，從而產生溫度裂縫。由于太陽暴曬產生裂縫也是工程中最常見的現象。5)混凝土加水拌和后，水泥中的堿性物質與活性骨料中活性氧化硅等起反應。析出的膠狀堿——硅膠從周圍介質中吸水膨脹，體積增大，從而使混凝土脹裂產生裂縫。6)在炎熱的大風天氣，混凝土表面蒸發過快，造成混凝土內部水化熱過高．在混凝土澆筑數小時后仍處于塑性狀態，易產生塑性收縮裂縫。7)當結構的基礎出現不均勻沉陷，就有可能會產生裂縫，隨著沉陷的進一步發展，裂縫會進一步擴大。8)當鋼筋混凝土處于不利環境中，例如侵蝕性水中，由于混凝土保護層厚度有限，特別是當混凝土密實性不良，環境中的氯離子等與溶于水中的氧會使混凝土中的鋼筋生銹，也會導致體積膨脹．對周圍混凝土產生擠壓，使混凝土脹裂。
2  水工混凝土裂縫的常見修補方法
    1)開槽法
    開槽法適用于裂縫寬度大于0．5 mm的混凝土裂縫修補。在對混凝土基面開鑿并清洗干凈、干燥后，按比例配制好改性環氧樹脂砂漿，嵌入鑿槽內，注意及時用毛氈、麻袋等將改性環氧樹脂砂漿進行覆蓋．待完全初凝后，開始用水養護。
    2)低壓注漿法
    低壓注漿法適用于修補裂縫寬度為O．2～0.3 mm的混凝土裂縫。修補程序如下：裂縫清理→試漏→配制注漿液→壓力注漿→二次注漿→清理表面。當裂縫數量較多時，先要在裂縫位置貼上醫用白膠布．再用窄毛刷蘸上漿液沿裂縫來回涂刷封縫．約10 min后揭去膠布條露出小縫，再粘貼注漿嘴。注漿操作一般在粘嘴的第二天進行，若氣溫高的話．半天就可注漿。注漿順序一般由上往下，水平方向裂縫一般從一端到另一端。為了保證漿液灌滿，在注漿后約半小時可以對每個注漿嘴再次補漿。


    3)表面覆蓋法
    表面覆蓋法適用于裂縫寬度小于0．2 mm的混凝土裂縫修補。這種方法的缺點是修補工作無法深入到裂縫內部，對延伸裂縫難以追蹤其變化。表面覆蓋法所用材料視修補目的及建筑物所處環境不同而異。通常采用彈性涂膜防水材料、聚合物水泥水泥等材料。施工時，首先用鋼絲刷子將混凝土表面打毛。清除表面附著物，用水沖洗干凈后充分干燥，然后用樹脂充填混凝土表面的氣孔，再用修補材料涂覆表面。
3  工程實例
    來鳳縣塘口水庫溢洪道控制段凈寬4(孔)×12m，最大下泄流量140 m3／s。溢洪道進口段左、右岸邊墻均為C20混凝土結構，溢流堰為C25鋼筋混凝土結構。溢流堰高6 m、頂寬0．8 m、底寬5．0 m，長50m。該水電站于1994年竣工發電。運行lO多年后發現溢流堰離左岸4～4．5 m的位置出現一條垂直于壩軸線方向的裂縫，裂縫上寬1．5 mm、下寬0．3 mm．從溢流堰上游迎水面底部到頂面，再沿溢流堰頂面至下游堰底，呈貫通狀。
    溢流堰屬重力壩型式，主要靠溢流堰自重滿足結構穩定安全要求。由于裂縫是沿溢流堰橫剖面方向延伸，裂縫的產生對溢流堰的結構安全不構成威脅，但水庫蓄水后，將沿裂縫產生滲漏，影響水庫正常蓄水和非洪水期的美觀，如長期滲水將影響壩體結構安全。
3．1迎水面裂縫處理
    在迎水面裂縫范圍內開槽，槽尺寸l 000 mm×150 mm，即沿縫隙鑿深150 mm并向兩側各擴大約500mm形成一個矩形槽。人工開槽遇已澆鋼筋混凝土內鋼筋時應保留鋼筋的完整性，并進行適當處理。槽的中間布置橡膠止水帶，橡膠止水帶厚8 mm、寬280mm；橡膠止水帶中間縫寬10mm，縫內采用瀝青油氈(4氈5油)嵌填。新澆鋼筋混凝土布設鋼筋時應繞開橡膠止水帶，鋼筋深人已澆混凝土內100 mm(澆筑前先鉆孔)，新澆鋼筋混凝土迎水面保護層為50mm，Ф12錨筋錨深300～500mm、間距為500 mm．錨筋深度不超過下游溢流堰面。
3．2下游背水堰面裂縫處理
    溢流面裂縫為一貫穿性裂縫，因裂縫位于溢流面，溢流面有防滲、抗沖、耐磨要求，故對溢流面下游裂縫進行表面處理：在溢流面的下游面沿裂縫(以裂縫為中心)鑿一條寬80 mm、深40 mm的“V”型槽．刷去松動顆粒清洗干凈，回填彈性環氧砂漿。
    下游背水面裂縫寬0．3 mm或更細，故采用化學灌漿方法處理內部裂縫。施工工序：鉆孔→壓氣(或壓水)檢測→止漿→試漏→灌漿→封孔→檢查。


    1)鉆孔、布孔
    裂縫較深，縫的走向不規則，布孔采用騎縫孔和斜孔，騎縫孔采用灌漿嘴施灌，斜孔采用埋設灌漿管施灌。孔距和孔徑：孔距、排距應視裂縫的寬度和通暢情況、漿液粘度及允許灌漿壓力而定，孔距、排距初定為0．5 m；鉆孔采用風鉆孔，為減少孔內漿量，孔徑宜采用30～36mm。
    2)壓氣檢測
    環氧樹脂(化學灌漿材料)屬于憎水性材料．可以采用壓氣檢測檢驗的方法。壓氣時在縫外面刷上肥皂水，以檢查鉆孔與縫面暢通情況，并用耗氣量來檢查堰內部是否有缺陷，以推估吸漿量。氣壓宜大于灌漿壓力。
    3)縫面止漿
    化學灌漿材料的滲透性能較好、造價高，為保證灌漿質量、節省漿液，要求對縫面進行嚴格而又細致的止漿。止漿方法是沿縫鑿槽，洗刷干凈后再嵌填環氧砂漿或其它速凝早強的砂漿，并將表面壓實抹光。
    4)試漏
    目的是檢查止漿效果，以選擇主灌漿孔。當發現止漿有缺陷時，應在灌漿前進行修補。
    5)灌漿
    灌漿材料：因環氧樹脂適用較干燥裂縫或經處理后已無滲水裂縫的補強，能灌0.3 mm左右的細裂縫，故本工程灌漿材料采用了環氧樹脂。
    灌漿壓力：灌漿壓力初選0．4～0．5 MPa，灌漿壓力由低到高，當壓力驟升而停止吸漿時，即可停止灌漿。
    灌漿方法：灌漿前將灌漿孔(嘴)上的閥門全部打開，用壓縮空氣將孔內、縫內的積水盡量吹擠干凈，爭取達到無水狀態，然后準備灌漿。根據裂縫情況選擇灌漿方法：對細微裂縫，需用較長凝結時間的漿液，采用單液法灌漿；對于較寬的裂縫，需用較短凝結時間的漿液，采用雙液法灌漿。當一條裂縫上布有幾個灌漿孔(嘴)時，可按由深至淺、由下而上的順序灌漿。灌漿的結束標準是以不吸漿為原則，如果吸漿率小于O．0l L/min，并能持續一定時間，亦可作為結束標準，停止灌漿。
    6)封孔
對于固化后強度達到或超過混凝土強度的灌漿材料．灌漿后孔內的固結物不必清除。工程中應注意兩點：一是灌漿材料環氧樹脂有毒，配料和施工時要注意防護;二是要選擇裂縫灌漿的最佳時間。對混凝土構件來說，選擇氣溫較低時進行灌漿比較適宜。因為此時裂縫開度最大，漿液易于灌入，且其固結體在裂縫內也不會因混凝土收縮而重新被拉開。
    7)檢查
    該工程溢流堰裂縫處理后，距今經歷兩次洪水期的考驗，裂縫未發展，并且在庫內蓄水期也未發現滲漏，證明了裂縫處理措施是有效的，達到了防滲和控制裂縫的效果。