中小型輸水渠道裂縫擴大現(xiàn)象的緊急處理

張慶杰

（石河子瑪納斯河流域管理處，新疆 石河子 832000）

輸水渠道是水工建筑工程的主要結(jié)構(gòu)之一，具有輸送水資源的功能。但根據(jù)近3年來，水電站資料檢查結(jié)果來看，很多中小型輸水渠道中普遍存在裂縫危害，大大增加了水資源調(diào)控安全事故發(fā)生的概率。為了有效解決此類問題，本文結(jié)合實際案例，對中小型輸水渠道裂縫擴大現(xiàn)象的緊急處理方法做以分析。

1 案例分析

以某輸水渠道為例，該渠道全長120公里，工程沿線中主要建筑物有54座，其中渡槽25座，其中20座于1995年前建設(shè)，5座于1998年建成。在建成20多年時間內(nèi)，受到河流沖刷、風(fēng)蝕等自然因素的影響，在輸水渠道不同位置均產(chǎn)生不同程度的裂縫現(xiàn)象，需及時制定緊急的處理方式，才能保持該輸水渠道運行的安全性。

2 中小型輸水渠道裂縫擴大的成因

2.1 沉陷裂縫

中小型輸水渠道沉陷產(chǎn)生的原因有兩點。一是基礎(chǔ)土質(zhì)不夠均勻，如果回填土不夠密實或者置換層中的砂礫夯實不合格，就會導(dǎo)致輸水渠道產(chǎn)生沉陷裂縫；二是如果在春季施工，地基土質(zhì)結(jié)構(gòu)還沒有充分融化，存在凍土情況就進行混凝土澆筑，在夏季凍土融化后體積變小，就會產(chǎn)生沉降，導(dǎo)致混凝土輸水渠道產(chǎn)生裂縫[1]。

2.2 干縮裂縫

干縮裂縫主要發(fā)生在混凝土渠道澆筑完成5～7天左右，干縮裂縫產(chǎn)生的主要原因是輸水渠道中內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不足，導(dǎo)致混凝土渠道發(fā)生變形，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，從而產(chǎn)生裂縫。研究表明，空氣中相對濕度越低，混凝土漿液干縮系數(shù)就越大，產(chǎn)生干縮裂縫的概率就越大。

2.3 溫度裂縫

當(dāng)該區(qū)域晝夜溫差較大時，混凝土輸水渠道就會發(fā)生溫度裂縫。在每年的7月中旬左右，該輸水渠道表面溫度可達40℃～50℃，但輸水溫度在6℃～8℃。而混凝土內(nèi)外溫差超過15℃時，就會在混凝土表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土的極限抗拉強度時，就會產(chǎn)生溫度裂縫。

2.4 塑性收縮裂縫

混凝土塑性裂縫主要產(chǎn)生在混凝土凝結(jié)前，此時混凝土的表面失水比較嚴重，就會形成較大的收縮應(yīng)力，當(dāng)外界溫度超過30℃且風(fēng)速較大時，就會產(chǎn)生塑性收縮裂縫。不但影響輸水渠道的質(zhì)量，而且美觀性也比較差。

3 中小型輸水渠道裂縫擴大現(xiàn)象的緊急處理方法

中小型輸水渠道裂縫產(chǎn)生原因有很多，既包括自然因素，也包括設(shè)計和施工因素。如果不進行及時解決，不但會增加水利工程建筑結(jié)構(gòu)的損壞程度，而且會增加水資源的耗損。因此，需要及時制定科學(xué)合理的緊急處理方案。

3.1 詳細分析裂縫具體情況

由于輸水渠道比較復(fù)雜，且水工建筑物組合多種多樣，無規(guī)則的分布在水電站各個地方。同時輸水渠道根據(jù)功能的不同，廣泛分布在水利隧洞、渡槽、管道等各個區(qū)域。因此，裂縫產(chǎn)生的因素各不相同，在制定緊急處理方案時，要根據(jù)裂縫成因的不同，制定出科學(xué)合理的處理方案。所以，必須對裂縫進行全面細致的勘探和分析，全面收集和渠道裂縫有關(guān)的資料和數(shù)據(jù)，包括：裂縫的尺寸、深度、外形、位置等，從而為緊急方案的制定提供真實有效的數(shù)據(jù)支持。

3.2 充分掌握裂縫成因

根據(jù)裂縫勘測的數(shù)據(jù)，深入了解輸水渠道裂縫產(chǎn)生的原因，確定該裂縫是沉陷裂縫、干縮裂縫、溫度裂縫、塑性收縮裂縫中的哪一種類型，從輸水渠道設(shè)計、施工、管理養(yǎng)護多角度入手，確定裂縫形成時期，以確保緊急處理方案制定的科學(xué)性和合理性[2]。

3.3 中小型輸水渠道裂縫處理常用的技術(shù)

3.3.1 裂縫填補技術(shù)通過高分子建筑材料填充的方法，對輸水渠道產(chǎn)生的裂縫進行全過程、全方位修補，此種方法具有裂縫粘合快、成本低，但處理效果持續(xù)時間短的特性，比較適用于小型裂縫處理。

3.3.2 開鑿技術(shù)如果裂縫比較嚴重，就需要通過開鑿技術(shù)進行全面綜合處理。把裂縫周圍的混凝土全部剔除，然后重新注入高性能砂漿和混凝土進行全面修復(fù)，促使輸水渠道盡快恢復(fù)原樣。

3.3.3 灌注技術(shù)通過相應(yīng)的樹酯材料對裂縫強制性灌注，促使渠道內(nèi)部產(chǎn)生的裂縫能被完全填滿，并促使裂縫能快速凝結(jié)。

3.4 合理養(yǎng)護

當(dāng)混凝土裂縫被修補完成后，要進行10～15天的養(yǎng)護，避免產(chǎn)生新的裂縫。工作人員要控制好渠道中的水流量，避免水力荷載過大而沖蝕渠道結(jié)構(gòu)，防止裂縫進一步擴大，影響輸水渠道運行的效率。

4 結(jié)語

綜上所述，中小型水電站對新農(nóng)村建設(shè)有著重要的意義，而水利工程建筑是整個水電站的核心結(jié)構(gòu)，任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生質(zhì)量問題，都會對整個水電站持續(xù)穩(wěn)定的運行造成嚴重影響。而輸水渠道裂縫是客觀存在的，只能通過相應(yīng)的處理措施和方法進行預(yù)防，從而達到降低裂縫危害的目的。

[1]陳亮.新型裂縫修補材料的制備及其在輸水渠道工程中應(yīng)用研究[A].中國水利學(xué)會.中國水利學(xué)會2016學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C].中國水利學(xué)會,2016.

[2]陳國昕,候宏超,勾建朋.黑河輸水渠道混凝土裂縫成因分析及處理方法[J].山西建筑,2016,42(01):234-235.