馮家山水庫灌區(qū)南干渠改造段裂縫原因分析及處理

【摘要】裂縫是混凝土渠道施工過程中不按規(guī)定操作極易出現(xiàn)的問題。文章對馮家山水庫南干渠改造段裂縫的原因進行了全面分析，針對裂縫程度的不同提出了不同的處理方案，為以后相似條件下新建、改造渠道的施工以及出現(xiàn)裂縫渠道的處理積累了經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】灌區(qū)；渠道；裂縫；處理

1、工程概況

馮家山水庫南干渠自總干瓦崗寨分水閘起，沿雍水河經(jīng)鳳翔、岐山東行至扶風(fēng)縣午井鎮(zhèn)，全長27.825公里，灌溉寶雞地區(qū)的鳳翔、岐山、眉縣、扶風(fēng)四縣14267.7hm2耕地。南干渠修建于1971年，由于渠線地處濕陷性黃土地區(qū)和地裂地段，加之渠道填方段比例較大，運行以來，多次出現(xiàn)濕陷、裂縫、坍塌、管涌等問題。

2014年3月份，馮家山水庫管理局對南干渠樁號4+432—14+274段、17+520—20+239段問題渠段進行改造，渠道由原梯形渠改造成U形渠，改造長度12.56km。改造工程于2015年3月結(jié)束，歷時1年。改造后，過水量由原來的4.5m3/s增加到5.0m3/s。

2、裂縫現(xiàn)象及其原因分析

2015年5月，尚未投入運行的南干渠改造段出現(xiàn)連續(xù)裂縫現(xiàn)象，裂縫渠段長約2.5km。裂縫主要出現(xiàn)在右邊坡，距渠道上部1.5m，距U型渠底1.0m。

發(fā)現(xiàn)裂縫后，馮家山水庫管理局組織技術(shù)人員進行了現(xiàn)場勘察，在裂縫渠段鉆孔取樣，分析裂縫成因。每8m鉆孔1個，裂縫段共鉆孔300個。取樣結(jié)果見表一

裂縫深度在4cm以下的劃為淺表裂縫，4cm以上的劃為深度裂縫。

根據(jù)鉆孔取樣分析，出現(xiàn)裂縫的原因主要是：

2.1基礎(chǔ)凍漲引起裂縫

2.1.1低氣溫及土壤高含水率造成基礎(chǔ)凍漲引起裂縫。

為盡快完成渠道改造，盡早投入使用，盡少影響灌區(qū)群眾澆地用水，保障灌區(qū)糧食增產(chǎn)，南干渠的改造在冬季也未停止施工。出現(xiàn)裂縫的渠段改造時間在2014年11月初至12月底。這段時間，當(dāng)?shù)貧鉁剌^低，月平均氣溫-3.5℃，12月份最低氣溫達-7℃，平均負(fù)溫天氣持續(xù)45天。另外，這段時間土壤含水率較高，含水量為11.8-12.6%，負(fù)溫時間長和高含水量導(dǎo)致基礎(chǔ)凍漲造成渠道裂縫。

2.1.2保溫措施不足造成基礎(chǔ)凍漲引起裂縫。

低氣溫條件下施工，應(yīng)該采取必要的保溫措施，或鋪設(shè)厚度為3cm左右的草簾，或鋪設(shè)聚乙烯保溫板。但改造渠段低溫施工過程中沒有采取任何保溫措施，造成基礎(chǔ)凍漲引起裂縫。

2.2未設(shè)置縱伸縮縫引起裂縫

伸縮縫就是為了防止渠道由于氣候、溫度變化（熱脹冷縮），使渠道產(chǎn)生裂縫或破壞而在渠道適當(dāng)部位設(shè)置的構(gòu)造縫。南干渠改造段設(shè)置有橫向伸縮縫，每隔4m一條。但縱向未預(yù)留伸縮縫。正是這個原因，橫向沒有出現(xiàn)裂縫，渠道裂縫都為縱向。在施工過程中，一般情況下，只預(yù)留橫伸縮縫，但橫向渠道展開長度超過8m，最好預(yù)留縱伸縮縫。

2.3二次收面引起裂縫

根據(jù)現(xiàn)場勘察，總長2.5km的裂縫渠道有80%是二次收面，原漿收面裂縫的概率較低。并不是說二次收面不可取，對于南干渠這段裂縫渠道來說，二次收面時溫度較低，平均溫度為-3℃，加之右邊渠道光照時間短，凝固不充分，不徹底，導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。

3、裂縫的處理

根據(jù)裂縫的深度不同，采取不同的處理方法，處理后的裂縫要能保證渠道結(jié)構(gòu)原有的整體性以及防水防滲漏的要求。

3.1表面涂抹處理

對于縫深4cm以下的淺表裂縫渠段，采用涂抹水泥基柔性防水材料進行表面處理。水泥基柔性防水材料是一種雙組分、高聚物改性的水泥基防水材料，與普通水泥砂漿相比，具有高強度、高韌性、高粘結(jié)性和耐酸堿性、抗?jié)B透性以及低溫固化等特點。通過自然蒸發(fā)和水化反應(yīng)干燥成為粘結(jié)良好、柔韌、致密的防水涂膜，達到防水目的。涂抹前，基層要進行清理，保持潔凈。對鉆孔取樣的孔洞，如有雜物、油污，要清理干凈。在無大面積潮濕面時方可施工。施工時水泥基柔性防水材料A和B組分別按重量1：1的配比混合，用攪拌機攪拌均勻，攪拌時間比普通砂漿要延長2-3min。攪拌好后，在裂縫兩側(cè)各10cm范圍內(nèi)涂刷一遍，厚度2mm，表面應(yīng)壓實、抹平。凝結(jié)后，進行自然養(yǎng)護，養(yǎng)護溫度不低于5℃。未達到硬化狀態(tài)時，不得澆水養(yǎng)護或直接受雨水沖刷。

3.2鑿槽嵌縫處理

對裂縫深4-6cm的深度裂縫渠段，采取鑿槽嵌縫處理，保證修補材料的牢靠性。嵌縫材料為水泥基柔性防水材料或聚硫密封膠。施工時，沿裂縫方向鑿成寬4cm、深6cm的U型槽溝，清除縫內(nèi)的污物及雜質(zhì)，用清潔的壓力水徹底沖洗、濕潤，確保施工面干凈、潮濕。如用水泥基柔性防水材料，粉料、演料按5：1的比例混合成厚質(zhì)膏狀，在環(huán)境溫度不低于5℃、不高于40℃時，將攪拌和好的防水砂漿填入槽內(nèi)壓實，在初凝具有一定強度后立即進行找平處理，確保表面平整。如用聚硫密封膠，要在縫內(nèi)干燥時進行。施工時，雙組分底涂液涂刷在被粘表面上，干燥成月英。按產(chǎn)品使用規(guī)定的配合比，將兩個組份混合，達到色澤均勻無色差，填平密封處，并壓實。

3.3拆除重新澆筑混凝土

對于裂縫達7cm的深度裂縫渠道，采取全部拆除重新澆筑混凝土的辦法進行處理。因為渠道坡板厚度為10cm，裂縫深度達70%，即使經(jīng)過處理，很難保證渠道安全和整體性，故采取拆除重新澆筑混凝土的辦法。拆除坡板后對基礎(chǔ)凍漲層也予以清除，更換與原基礎(chǔ)介質(zhì)相同的材料 ，壓實度達到設(shè)計指標(biāo)后重新澆筑混凝土。澆筑后的渠道，應(yīng)與原渠道保持在一個水平線，不僅保證渠道的安全性，而且要保證整個渠道的整體性。

4、結(jié)語

裂縫是混凝土渠道施工過程中不按規(guī)定操作極易出現(xiàn)的現(xiàn)象。渠道改造一般情況下，盡量選擇在3-10月份進行。這個時段，西北地區(qū)溫度適可，最低溫度不低于0℃，這樣不易產(chǎn)生凍漲，且不需要采取保溫措施，而且混凝土凝固徹底，效果好。在這個時段按規(guī)定施工，渠道出現(xiàn)裂縫的幾率會大大降低。針對裂縫深度的不同處理后的裂縫渠段，保持了與原渠道的整體性，經(jīng)過2016年冬春灌的運行，滿足防滲要求，事實證明裂縫成因分析正確，處理方法得當(dāng)。