馮家山水庫灌區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定操作極易出現的問題。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裂縫渠道的處理積累了經驗。

【關鍵詞】灌區；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，沿雍水河經鳳翔、岐山東行至扶風縣午井鎮，全長27.825公里，灌溉寶雞地區的鳳翔、岐山、眉縣、扶風四縣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和地裂地段，加之渠道填方段比例較大，運行以來，多次出現濕陷、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連續裂縫現象，裂縫渠段長約2.5km。裂縫主要出現在右邊坡，距渠道上部1.5m，距U型渠底1.0m。

發現裂縫后，馮家山水庫管理局組織技術人員進行了現場勘察，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。

根據鉆孔取樣分析，出現裂縫的原因主要是：

2.1基礎凍漲引起裂縫

2.1.1低氣溫及土壤高含水率造成基礎凍漲引起裂縫。

為盡快完成渠道改造，盡早投入使用，盡少影響灌區群眾澆地用水，保障灌區糧食增產，南干渠的改造在冬季也未停止施工。出現裂縫的渠段改造時間在2014年11月初至12月底。這段時間，當地氣溫較低，月平均氣溫-3.5℃，12月份最低氣溫達-7℃，平均負溫天氣持續45天。另外，這段時間土壤含水率較高，含水量為11.8-12.6%，負溫時間長和高含水量導致基礎凍漲造成渠道裂縫。

2.1.2保溫措施不足造成基礎凍漲引起裂縫。

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

2.2未設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），使渠道產生裂縫或破壞而在渠道適當部位設置的構造縫。南干渠改造段設置有橫向伸縮縫，每隔4m一條。但縱向未預留伸縮縫。正是這個原因，橫向沒有出現裂縫，渠道裂縫都為縱向。在施工過程中，一般情況下，只預留橫伸縮縫，但橫向渠道展開長度超過8m，最好預留縱伸縮縫。

2.3二次收面引起裂縫

根據現場勘察，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，導致出現裂縫。

3、裂縫的處理

根據裂縫的深度不同，采取不同的處理方法，處理后的裂縫要能保證渠道結構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、高粘結性和耐酸堿性、抗滲透性以及低溫固化等特點。通過自然蒸發和水化反應干燥成為粘結良好、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，在裂縫兩側各10cm范圍內涂刷一遍，厚度2mm，表面應壓實、抹平。凝結后，進行自然養護，養護溫度不低于5℃。未達到硬化狀態時，不得澆水養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，清除縫內的污物及雜質，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的比例混合成厚質膏狀，在環境溫度不低于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。按產品使用規定的配合比，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。拆除坡板后對基礎凍漲層也予以清除，更換與原基礎介質相同的材料 ，壓實度達到設計指標后重新澆筑混凝土。澆筑后的渠道，應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、結語

裂縫是混凝土渠道施工過程中不按規定操作極易出現的現象。渠道改造一般情況下，盡量選擇在3-10月份進行。這個時段，西北地區溫度適可，最低溫度不低于0℃，這樣不易產生凍漲，且不需要采取保溫措施，而且混凝土凝固徹底，效果好。在這個時段按規定施工，渠道出現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。