浅谈水闸工程闸室墙体混凝土裂缝处理与预防

浅谈 水闸工程 闸室 墙体混凝土 裂缝处理与预防

陈华群

安徽水利开发股份有限公司 安徽 蚌埠 233000

摘要：近年来，随着社会的发展以及科学技术的进步，在进行水资源调配以及合理运用的过程中，逐渐加强了水利工程的建设。水闸是修建在河道和渠道上利用闸门控制流量和调节水位的低水头水工建筑物。关闭闸门可以拦洪、挡潮或抬高上游水位，以满足灌溉、发电、航运、水产、环保、工业和生活用水等需要；开启闸门，可以宣泄洪水、涝水、弃水或废水，也可对下游河道或渠道供水。在水利工程中，水闸作为挡水、泄水或取水的建筑物，应用广泛。水闸施工中，闸室墙体部位混凝土施工容易出现裂缝，一旦出现会严重影响到水闸工程的正常运行和工程的耐久性。本文主要是探讨水闸工程闸室墙体混凝土裂缝的处理与预防。

关键词：闸室侧墙裂缝 注浆法 灌缝 预防

1. 概况

某工程U型结构闸室，闸室的宽度为15m，闸室总长180m，共分为12节。闸室的底板厚度2.2m，闸室的侧墙为钢筋混凝土悬臂式结构，其净高16.4m，底部宽度3.5m，顶部宽度1m，设计混凝土强度等级均为C25。

在施工7#、8#、、9#、10#、11#闸室的侧墙时，拆模后发现在浮式系船柱5.8m~9.2m之间有2条竖向裂缝，长度约2m，宽度约0.2mm。在9#和11#向下游方向3m和12m左右位置有2条竖向裂缝，宽度约0.15mm。在8#和10#非浮式系船柱填土侧向下游方向7m~8m位置有1条竖向裂缝，宽度在0.15mm左右。裂缝总长为63.7m，其中缝宽大于0.2mm的长度为8.9m。经钻芯取样，11#闸室右岸填土侧1#裂缝（非浮式系船柱位置）的逢深为8cm。9#闸室右岸填土侧3#裂缝（浮式系船柱位置）的取样深度为20cm，裂缝为贯穿状态。

2. 裂缝成因分析

本工程闸室侧墙为一侧受到混凝土约束力的大体积混凝土长墙，闸室侧墙裂缝垂直于受到混凝土约束力为长边方向。闸室底板混凝土浇筑后60~80天后才施工闸室侧墙，闸室侧墙出现裂缝主要有以下原因：

1. 水泥在水化时会释放出热量，而闸室墙体混凝土的结构较厚，表面系数较小，这个情况会导致水泥产生的热量聚集于结构内部不易散失，导致水化热无法及时散发，越积越高，内外温差增大，导致混凝土裂缝。

2、侧墙混凝土一次性浇筑高度过高，混凝土在凝固过程中受到闸室底板的约束应力大。即在浇筑时，温度上升到一定程度就会产生膨胀，以至于下部底板收到约束产生压应力。而且混凝土弹性模量小，应力松弛度大，导致混凝土与地基连接出现不牢固，此时应力较小。但温度一旦下降时，又会出现较大的拉应力，一旦超过混凝土的抗拉强度，就会出现裂缝。

3、侧墙混凝土在浇筑后内外部温度温差过大。混凝土中的水分蒸发引发混凝土收缩，而干湿交替会导致混凝土体积出现交替变化，热胀冷缩导致裂缝。

3. 裂缝处理措施

闸室侧墙裂缝在观测期间已趋稳定，裂缝宽度及长度无发展。由于裂缝宽度在0.2mm左右，易锈蚀钢筋，对混凝土耐久性有影响，故需对裂缝进行处理。

根据设计院闸室边墙裂缝处理方案，对浮式系船柱附近处贯穿性裂缝，采用压力注浆法进行灌缝。注浆前，对裂缝周边进行密封。注浆压力为0.2~0.4Mpa。

对非浮式系船柱附近处浅层裂缝，采用注射法进行灌缝。注射前，对裂缝周边进行密封。注射压力为0.1~0.2 Mpa。

灌缝材料采用改性环氧树脂类、改性丙烯酸脂类、改性聚氨酯类等修补胶液（包括配套的打底胶和修补胶）。

在裂缝混凝土表面粘贴一层玻璃纤维织物或碳纤维织物等纤维复合材料（包括与其适配的胶粘剂），粘贴宽度为15cm。

施工工艺：

1. 清缝

清除裂缝周围的析出物及其他残留物，裂缝两边各2cm内的砼表面，打磨出均匀的新鲜面。

2. 固定灌浆嘴：

首先用丙酮擦拭灌浆孔位的砼面，用环氧胶泥胶粘牢灌浆嘴。

3. 封缝：

首先用丙酮擦拭裂缝表面，用环氧腻子封缝，然后在裂缝两边各2cm宽的范

围罩结构胶进行防护，确保灌浆时不漏浆。

4. 通气试验：

其目的是为了了解灌浆孔与裂缝是否通畅，检查封缝是否有效，确定可否灌

浆。

5. 配制浆液：

根据裂缝的缝宽估计可灌程度，配制适宜的浆液。

6. 灌浆：

按由下而上的顺序进行灌浆，当灌到最后一个灌浆孔时，应适当加大压力迸

浆。迸浆期间应观察是否还在进浆，灌浆结束标准以不吸浆为原则，如果吸浆率小于0.01升/分钟，应维持至少10分钟，可作为结束标准，停止灌浆。

7. 表面处理

待浆液固化后，凿除封缝用的结构胶、灌浆嘴。在裂缝砼表面粘贴一层玻璃

纤维织物或碳纤维织物等纤维复合材料（包括与其适配的胶粘剂），粘贴宽度为15cm。

4. 闸室侧墙施工裂缝预防措施

1）混凝土原材料在进场和拌制和浇筑过程中严格检验混凝土组成材料的质量和用量。

2）严格控制混凝土的坍落度，施工过程中随时按规定频次进行检测，若出现偏差及时通知拌和站进行调整。

3）钢模板拼缝处贴1～2mm厚胶带，可起到止浆及渗水作用。

4）混凝土浇筑砼前，认真检查钢筋位置和保护层厚度是否准确，发现问题及时修整。

5）在浇筑混凝土用串筒进行下料，防止产生离析并要严格控制混凝土的入仓温度。在冬季和高温季节浇筑混凝土时要对仓面采取保温或隔热措施。

混凝土入仓必须按规范和浇筑方案要求分层均匀摊铺振捣，防止漏振。为防止钢筋位移，严禁振捣棒撞击钢筋。混凝土振捣工人掌握每点的振捣时间，防止欠振或超振。

6）把握好拆模时间，侧模必须在确保其表面及棱角，不因拆模而受损坏后方可拆模，底模必须在强度达到规范要求以后方可拆模。模板拆除后要及时对混凝土采取保温措施并及时进行洒水养护，确保混凝土表面的湿润。

7）为降低混凝土一次性的浇筑高度将闸室侧墙施工缝由原来的22.6m高程改为在18.9m高程留置。

8）对闸室的钢筋设计进行优化，为提高闸室侧墙防裂性能。

五、结束语

闸室墙体部位混凝土产生裂缝也是大体积混凝土施工过程中常见的质量通病。所谓通病不是不可治，只要对产生问题的原因进行精准地分析并对症下药，所有问题都能解决。在该工程后续闸室的施工中严格执行了既定防裂措施，闸室裂缝得到很好的控制。

参考文献：

[1] 《水闸施工规范》SL27-2014

[2] 《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204－2015；

[3] 葛红伟.化学灌浆在工程施工中的应用[J].城市建设理论研究.2011（05）

[4] 袁水斌.水利水电工程施工质量控制要点分析[J].珠江水运.2018（06）

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