庞国栋
河北省水利工程局第一工程处 河北省保定市 071051
摘要：随着社会经济发展速度不断加快，水利工程建设规模不断扩大，存在于渠道衬砌结构中的混凝土裂缝问题日渐增多，为确保衬砌结构的稳定性符合实际要求，需要找寻出混凝土裂缝原因，制定出专项可行的预防措施。基于此，本文分析了渠道衬砌混凝土裂缝产生原因，提出预防混凝土裂缝问题的解决对策，以供参考。
关键词：渠道衬砌混凝土；裂缝产生原因；预防控制对策
前言：渠道衬砌结构多数为大面积薄板混凝土结构，在硬化与硬化后经常会出现混凝土干缩、地基不均匀沉降等裂缝问题，严重影响到渠道衬砌结构各项力学性能。为降低渠道衬砌混凝土裂缝问题发生几率，需要细致分析裂缝产生原因，制定出专项可行的裂缝问题防御对策。
1、渠道衬砌混凝土裂缝问题原因
1.1温度因素
因周围温度变化较大，使渠道衬砌混凝土结构经常出现裂缝问题。在混凝土浇筑完毕后，水泥会产生水化热反应，导致混凝土内部温度升高。由于混凝土表面及内部温差较大，收到的热胀冷缩程度不同，其表面会产生一定的拉应力。在表面拉应力超过混凝土自身的抗拉强度后，会使混凝土结构出现温度裂缝。
1.2应力因素
在渠道衬砌结构实际施工期间，混凝土相对湿度会在水泥水化作用的反应下而逐步缩减，导致毛细孔内的水分不饱和并产生压力差。在压力差为负值的情况下，会使混凝土结构出现收缩情况[1]。由于具备较低水灰比的高强度混凝土能够为水泥水化热反应提供的自由水含量较少，因此在渠道衬砌结构早期发展期间，水泥的水化反应会不断消耗混凝土内部水分，导致渠道衬砌结构过于干燥并产生出原始裂缝。衬砌结构收缩应力主要与混凝土材料水灰比、细掺料活性、水泥细度等存在密切关联。
1.3水分因素
渠道衬砌结构施工过程中，干缩裂缝通常出现在混凝土养护、混凝土浇筑完毕一周后。由于水泥浆内部水泥蒸发速度较快，导致混凝土结构承载力与稳定性进一步下降、相较于其他裂缝而言，干缩裂缝主要是由于内外水分蒸发程度不同导致，具有不可逆特征。由于混凝土受外部环境影响较大，表面水分蒸发速度较快，内部湿度变化较小，出现干缩裂缝问题。
干缩裂缝表面呈现出平行线或网格状细裂缝形态，宽度多为0.05~0.2毫米之间，在大面积混凝土中部较为常见。干缩裂缝会直接影响到混凝土结构的抗渗性能、混凝土承载力。同时，引发干缩裂缝问题的原因还与水泥成分、水泥用量、集料性质存在密切关联。
1.4沉降因素
因基础面处理不当，导致渠道衬砌结构出现。沉降裂缝发生原因主要为坡面平整度不足、基面密实度不强等方面，如混凝土面板削波基面平整度有待提升，则面板同一高程不为等厚状态，面板自身的柔性下降，抗拉能力逐渐减弱，产生了较为明显的应力裂缝。
在基面地基土质不均、回填土不实、密实度不达标的情况下，也有可能产生过大的沉降或局部不均匀沉降，引发沉陷裂缝问题[2]。沉降裂缝多为伸进裂缝或贯穿性裂缝，与地面垂直或30度至45度角方向。
2、渠道衬砌混凝土裂缝预防对策
2.1明确渠道衬砌混凝土施工管控重点
基于引发渠道衬砌混凝土开裂问题成因，制定出专项解决对策，以最大限度控制混凝土开裂问题发生几率。
通过控制混凝土结构塑性收缩与干燥收缩，增强混凝土结构自身的极限抗拉强度。采用合理措施减少混凝土收缩期间的约束力，不断优化混凝土结构配比。加强混凝土施工期间的管控力度，最大限度提升混凝土材料的各项均匀性。
2.2优化混凝土配比
在渠道衬砌混凝土内部适当掺入能够控制水化热现象的矿物掺合料。在保障渠道衬砌整体施工质量的前提下，减少混凝土凝胶材料的用量。精准计算出混凝土结构水胶比、塌落度，使混凝土塑性收缩与长期干缩问题得到缓解。
在混凝土材料中适当加入对材料各类性能影响较小的纤维物质，增强混凝土结构自身的极限抗拉强度。
2.3提高混凝土材料的均匀性
提高混凝土材料的均匀性能够有效控制渠道衬砌混凝土裂缝问题发生几率。在混凝土材料拌合期间，可加入适当的掺和料，增强混凝土结构自身的保水性能[3]。做好混凝土材料配置与搅拌管控工作，切实提升混凝土结构的韧度与强度。
2.4做好混凝土养护工作
混凝土养护工作可直接影响到渠道衬砌混凝土裂缝开裂控制效果，需要在原有基础上加强混凝土结构的早期控制力度，在混凝土表面适当喷涂养护剂。结合施工现场环境因素，对混凝土表面进行适当的保湿与保温处理，避免混凝土出现表面与内部温度差异较大问题。
渠道衬砌混凝土结构养护工作需要确保混凝土始终处于潮湿状态，使水化作用能够达到最大速度，得到高强度混凝土。不同养护与维护手段可以使混凝土结构抗裂能力得到进一步改善，从根本上提升混凝土后期使用期间的力学性能。
总结：总而言之，导致渠道衬砌混凝土结构裂缝问题的原因多种多样，为从根本上提升衬砌混凝土结构力学性能，延长渠道全生命周期，需要将当前工作重点放置在找寻裂缝问题发生原因，制定专项可行裂缝预防方案中，不断优化裂缝防治方案，做好混凝土实际养护工作，使衬砌结构各项力学性能符合设计要求。
参考文献：
[1]聂相田,李硕,郑良. 南水北调中线工程渠道衬砌裂缝产生的原因及防控措施[J]. 华北水利水电学院学报,2013,34(05):5-7.
[2]齐春友. 南水北调S23标渠道衬砌混凝土裂缝的预防及处理方法[J]. 北京水务,2010(02):36-37.
[3]徐旗军. 灌区节水改造中渠道衬砌混凝土裂缝分析及预防[J]. 甘肃农业,2014(16):92+94.