大型渠道混凝土裂缝成因分析及预防措施

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发布时间：2021-09-09

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大型渠道混凝土裂缝成因分析及预防措施
胡智农。，韦华，单国良，余熠，杨黎
(1．南京水利科学研究院，南京210029；2．水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，南京210029；
3．水利部水工新材料工程技术研究中心，南京210029)
摘要：根据大型渠道衬砌混凝土的结构特点和所处的环境，通过试验研究了水泥种类、粉煤灰、纤维对衬砌混凝土收
缩(塑性收缩、干缩、自收缩)性能的影响规律。试验结果表明：在配合比中掺入优质粉煤灰，可有效降低混凝土的收
缩；在配合比中掺入纤维，混凝土的抗收缩能力进一步提高；与P·C32．5水泥相比，P·042．5水泥具有更好的抗
收缩性能；在配合比中掺人优质粉煤灰、纤维、使用P·042．5水泥，可使相同强度等级的混凝土具有更好的抗裂
性。最后根据各类收缩裂缝特征及影响因素，提出了预防渠道衬砌混凝土裂缝的措施。
关键词：渠道混凝土；抗收缩性；配合比
中图分类号：TV543。。．6 文献标识码：A 文章编号：1672—1683(2014)002—0074—04
The Causes of Large Channel Concrete Cracks and Its Prevention
Hu Zhi-nong ，．，WEl Hua ，，u，SHAN Guo-liang1，2．u，YU Yi1，2w，YANG Li1，2，3
(1．Na ing Hydraulic Research Institute，Nanjing 210029，China；2．State Key Laboratory of
Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering，Nanjing Hydraulic Research Institute，Nanjing 210029，( ina；
3．Research Center on New Materials in Hydraulic：Structures，Ministry of Water Resources，Nanjing 210029，China)
Abstract：W e analyzed the influence law of cement type，fly ash and fiber to the lining concrete shrinkage according to the large channel lining
concrete structure feature and situation，which including plastic shrinkage，drying shrinkage and autogenous shrinkage．The results show that
concrete shrinkage wil1 reduce effectivly when adding high quality fly ash into the concrete mixture．The shrinkage resistance 0f concrete will im—
prove when adding fiber into the concrete mixture．Comparing with the P·C32．5 cement。P ·042．5 cement has a better performance of shrink—
age resistance．W hen adding high quality fly ash，fiber into concrete and using P ·042．5 cement，the concrete will have a better performance of
crack resistance．In order to prevent channel concrete cracks，some recommendations are suggested according to the crack characteristics and in—
fluencing factors．
Key words：channel concrete；cracki cause；prevention
引水渠道是调输水工程的主要建筑物，通常采用混凝土
衬砌进行渠道防渗，提高输水流速、渠水利用率、渠道耐久
性，并且外形美观。与其他建筑物混凝土相比较，大型渠道
工程衬砌混凝土有具有以下特点¨1 ]：(1)大多为机械化衬砌
施工，超薄壁，裸露表面积特别大；(2)使用素混凝土，脆性大
(无钢筋拉结)；混凝土下部铺设土工膜、保温板，为柔性基
础；(3)人工切缝与填缝纵横交叉，止水防渗要求高；衬砌混
凝土表面平整度、光洁度要求高。
以南水北调工程渠道为例，主体设计基本参数为 ]：渠
道坡比为1：2或1：2．5，渠底宽为21．5 m或23 m；保温材
料为4 CITI、5 cm的聚苯乙烯保温板或31 cIn的砂砾料，防渗
材料为复合土工膜，渠坡衬砌}昆凝土板厚度为10 em，渠底衬
砌混凝土板厚8 cm；渠坡分缝为每12 m一条通缝，12 m之
间每4 m一条半缝，通缝缝宽2 CITI，半缝缝宽i crn；渠底分
缝为左右坡脚和渠底中心位置设一条通缝，其余纵缝均为半
缝，是典型的大面积裸露的薄壁结构。
此种结构再加上输水线路长、基础条件复杂、环境气候
各异等因素，致使大型渠道的混凝土特别容易开裂。从工程
实践看，裂缝问题始终贯穿渠道混凝土整个施工过程和运行
过程。
渠道混凝土衬砌裂缝的出现将导致渠道力学性能、抗
渗性能及其它耐久性能下降，造成渠道的输水损失，使用寿
命缩短，对混凝土结构物的安全性构成威胁。因此，为保证
渠道衬砌混凝土的工程质量，需要对大型渠道衬砌混凝土
主要开裂原因开展研究，防止或减少渠道衬砌混凝土裂缝
的发生。从大型渠道工程的结构特点看，混凝土的塑性收