□郎學全（貴州省水利水電勘測設計研究院）

0 引言

渡槽是一種體積龐大而獨特的混凝土薄壁結構，在大型渡槽的施工過程中會受到各種各樣因素的影響，有主觀原因，也有客觀原因，這些因素或多或少對渡槽的施工質量產生了一定的影響，使其產生裂縫，造成渡槽在輸水過程中出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，嚴重影響大型渡槽的正常使用功能和經(jīng)濟效益。因此有必要對大型渡槽施工過程中的裂縫形成機理進行深入和全面分析，根據(jù)實際施工情況和以往的施工經(jīng)驗，總結和歸納出一些合理有效的防裂措施。大型渡槽在不同的施工條件下進行施工，應該采取相應的裂縫控制措施。

1 渡槽及渡槽施工裂縫概述

1.1 渡槽概述

渡槽是一種體積龐大而獨特的混凝土薄壁結構，在我國，渡槽主要用于灌溉輸水、城鎮(zhèn)生活用水、跨流域調水以及排沙、排洪等，一些大型渡槽還能用于通航領域。渡槽在我國的輸水工程中發(fā)揮著越來越重要的作用。一般而言，渡槽的基本構成包括支撐結構、進出口建筑物、基礎結構以及槽身結構等。渡槽按照不同的標準可以有不同的分類。如按照施工方法的不同渡槽可以分為預制裝配式渡槽、預應力渡槽以及現(xiàn)澆整體式渡槽等；按照施工材料的不同，渡槽可以分為混凝土渡槽、木渡槽、磚石渡槽以及鋼筋混凝土渡槽等；按照槽身斷面型式的不同渡槽可以分為矩形渡槽、圓管形渡槽、橢圓形渡槽、U型渡槽以及梯形渡槽等；按照支撐結構的不同渡槽可以分為梁式渡槽、組合式渡槽、拱式渡槽以及桁架式渡槽等。

隨著科技經(jīng)濟水平的不斷提高以及輸水工程的發(fā)展，大型渡槽的輸水能力同過去相比得到了巨大的提升，各種新型結構的渡槽層出不窮，渡槽施工技術及工藝程序不斷完善和改進，渡槽的跨度也越來越大。

1.2 渡槽裂縫概述及分類

裂縫產生于固體材料之中，表現(xiàn)為材料出現(xiàn)不連續(xù)的現(xiàn)象，屬于結構材料的學術理論范疇。裂縫包括肉眼可見的宏觀裂縫以及肉眼不可見的微觀裂縫。其中，在水工混凝土結構中，常常關注大型渡槽槽身施工的宏觀裂縫。在水工混凝土施工過程中，產生渡槽槽身裂縫的原因多種多樣，一般而言，主要是由于混凝土在施工過程中的溫度變化導致的。由于混凝土的溫度上升或者下降，導致混凝土產生一定的變形，當這種變形超出了容許的極限值后就會在混凝土的結構上產生裂縫。根據(jù)水工混凝土結構裂縫產生的位置以及裂縫特征，可以將其分為網(wǎng)狀裂縫、劈頭裂縫、表面裂縫、基礎貫穿性裂縫以及深層裂縫等。

2 大型渡槽裂縫形成原因

2.1 混凝土自身影響

渡槽裂縫的產生常常與大型混凝土結構的施工工藝和施工特點具有一定的關系，在施工過程中混凝土的收縮、徐變以及不均勻性等都會導致大型渡槽施工裂縫的產生。如混凝土抗拉強度和極限拉伸變形能力均比較小，這就使得混凝土在較小拉應力作用下也易在結構產生裂縫；大體積混凝土的結構斷面往往面積較大，這就使得混凝土在澆筑初期受水泥水化熱的作用導致較大的徐變變形，而在澆筑后期溫度下降之后，混凝土的徐變不斷減小，容易在混凝土結構的局部位置產生集中拉應力，使混凝土結構出現(xiàn)裂縫；大體積混凝土結構長期暴露在外，常常受到各種惡劣氣候的不利影響，且常年受到空氣與水的作用，這些不利的作用和影響都會導致大體積混凝土結構出現(xiàn)裂縫；為了節(jié)省開支或者節(jié)省人力、財力的支出，在大體積混凝土結構施工過程中，常常采用較少的鋼筋甚至結構中沒有配筋，而沒有鋼筋的混凝土其抗拉強度特別低，極易在拉應力作用下產生裂縫。

2.2 結構設計影響

大型渡槽的渡槽結構設計不合理也會造成施工裂縫的產生。在對渡槽結構施工設計過程中，往往對渡槽受到的荷載作用沒有進行綜合全面的測試和檢驗，使得渡槽結構設計與實際渡槽受力作用不相符合，容易在實際工作過程中產生裂縫。在大型渡槽結構設計過程中，常常忽略一些重要的荷載作用，比如風荷載、雪荷載、地震荷載、冰荷載等等，這就使得對大型渡槽的結構設計有失全面性和科學性，導致渡槽在實際工作過程中容易在多種荷載作用下超過容許限值從而產生裂縫。另外，在大型渡槽結構設計過程中，對于渡槽混凝土結構的收縮和膨脹、結構的不均勻沉降以及溫度引起的結構變形等沒能進行全面綜合的考慮，也會導致其結構產生裂縫。

2.3 施工方面影響

在大型渡槽施工過程中產生裂縫的另外一個重要原因就是不當?shù)氖┕み^程。在實際施工過程中，常常會出現(xiàn)各種施工不當?shù)倪`規(guī)施工現(xiàn)象。施工人員往往對混凝土的配合比沒有進行嚴格的控制和管理，導致混凝土不能滿足相關規(guī)定，直接引發(fā)裂縫的產生?，F(xiàn)場施工人員對混凝土的振搗方式不當也是造成裂縫產生的一個重要原因，振搗不當直接導致混凝土發(fā)生不均勻沉降的現(xiàn)象，從而在混凝土結構的厚薄相交的部位產生裂縫。另外，在我國的大型渡槽施工過程中，施工人員往往沒有對混凝土的后期養(yǎng)護持續(xù)足夠的時間，這樣混凝土由于沒有在規(guī)定的時間內保持一定的潮濕度，常產生干縮裂縫。

2.4 氣候環(huán)境影響

大型渡槽施工過程中的裂縫產生與外界的氣候環(huán)境變化也有很大的關系。一般而言，因為溫度變化而造成大型渡槽結構荷載有驟然溫降荷載、日照溫度荷載以及年溫溫度荷載。這些溫度荷載都會不同程度地造成大型渡槽混凝土結構產生應力，進而導致一定程度的裂縫產生。

3 裂縫控制研究

3.1 混凝土配比及施工工藝

混凝土材料的性能特征直接決定著混凝土的收縮、徐變以及不均勻性等多項物理性能，在大型渡槽施工過程中，應該重視混凝土的材料選擇，應該考慮混凝土的主要成分——水泥的標號和用量對混凝土性質的綜合影響效果，骨料的粒徑、水的含量等也應該綜合考慮?？梢酝ㄟ^優(yōu)化水灰比，添加粉煤灰、礦渣等礦物質改善混凝土的性能，減少裂縫產生。

如我國某地區(qū)一等工程大型渡槽，抗震烈度6級，主要建筑物為Ⅰ級，渡槽的跨度較大，全長2.30 km，槽身縱向坡度為1/3900。渡槽加大流量為150m3/s，設計流量為125m3/s，渡槽的進口與出口底板高程分別為62.243m和61.525m。為了有效減少渡槽施工裂縫，可以對槽身混凝土實行分倉施工的方法，對渡槽槽身采用二級配混凝土，如下表1所示：

表1 我國某大型渡槽槽身混凝土配合比表

在對槽身進行混凝土澆筑過程中，攪拌混凝土時間在90 s以上，保持混凝土溫度在28℃左右，混凝土坍落度不超過24 cm，對渡槽槽身進行第一層澆筑的時間為19h左右，對其進行第二層澆筑的時間為14 h左右。

3.2 結構設計方面

應該在大型渡槽施工結構設計階段進行深入和全面的抗裂設計，一方面應該設計合理的結構斷面，避免集中應力的產生，減少混凝土的薄弱部位，另一方面通過在混凝土結構內合理布置鋼筋等增加渡槽結構的抗拉強度。

3.3 施工技術方面

在大型渡槽施工過程中，嚴格按照各種規(guī)范標準和一定的施工技術及工藝流程進行施工，通過采取一定的技術手段，盡最大可能降低混凝土澆筑過程中的溫度，減少內外溫差和基礎溫差，避免混凝土突然降溫，減緩降溫速度等，從而有效減少施工裂縫。

3.4 合理養(yǎng)護

在大型渡槽施工過程中，應該重視大型渡槽施工后期的混凝土養(yǎng)護，防止養(yǎng)護不當造成結構裂縫。4結語

在大型渡槽施工過程中，一方面要采取適當有效的方法降低渡槽混凝土結構上的拉應力，另一方面要采取有效措施不斷提高渡槽混凝土的抗拉強度，從而盡最大可能減少渡槽施工裂縫。