宋麗萍

(北票市哈爾腦鄉(xiāng)水利服務站，遼寧 朝陽 122100)

0 引 言

一般地，裂縫破壞水利水電工程大體積混凝土整體性，致使結構原有應力狀態(tài)發(fā)生改變以及建筑物產生滲漏，混凝土出現凍融和溶蝕，并進一步加快了碳化和鋼筋銹蝕速率[1-2]。所以，質量控制的關鍵就是裂縫防治，裂縫的形成與外界環(huán)境、自然條件、施工操作等因素密切相關，受諸多不利因素共同作用裂縫不斷擴展。根據裂縫成因，可以將導致裂縫的因素劃分成材料特征、施工操作、約束條件以及結構體型體量等幾種，具體包括水泥水化、管理不當、外界與內部約束、氣溫變化、收縮變形、結構設計不合理等[3]。調查顯示[4]，因施工管理、建筑材料、工程設計等其它因素引起的裂縫所占比例依次為80%、15%、5%。因此，文章從施工管理的角度探討了混凝土裂縫的成因，通過深入分析一期通水冷卻溫控數據指出溫控措施落實時存在的問題，并明確了裂縫形成的有關責任方。

1 工程概況

渾河干流某水電站8號壩段8-1左上游面?zhèn)}位發(fā)現裂縫，倉位長18.21m×寬25.84m×高1.75m，高程處于1682.47m-1684.22m，高出基建面2.20m；等級型號C9025，控制富漿和常態(tài)混凝土塌落度4-6cm、6-9cm，主要選用攬機法和臺階法澆筑，澆筑時間16h，并以冷卻通水和噴霧劑控溫，完成澆筑后用保溫被覆蓋。受工程進度限制，澆筑完成28d后發(fā)現該倉面產生2條走向為橫向與豎向的貫穿裂縫，縫長20.14m和25.02m，縫深達到170cm，縫寬約為0.1-0.2mm，裂縫貫穿全倉，分布形式呈十字形。

2 裂縫成因與控制

2.1 成因關聯(lián)圖

根據澆筑位置、防護措施和施工環(huán)境，通過詢問作業(yè)人員和查閱分析有關資料，并結合工程實踐經驗全面探討了裂縫的成因，并對裂縫成因利用關聯(lián)圖分析，見圖1。

圖1 裂縫成因關聯(lián)圖

2.2 裂縫成因確認表

根據裂縫成因和關聯(lián)圖最終確定11項末端因素，然后組織各參建單位查閱工程資料和施工技術規(guī)范，評比各項因素之間的關聯(lián)程度，從而獲取4項較高關聯(lián)度的因素。采用A、B、C、D代表影響程度很高、高、一般、低，則混凝土裂縫成因確認表見表1，較高關聯(lián)程度的末端原因對策表見表2。

表1 裂縫成因確認表

表2 裂縫控制對策表

3 通水冷卻溫控數據

根據設計溫控技術要求和分縫分塊布設原則，充分考慮澆筑邊界條件及溫度變化情況，應用三維有限元模擬分析溫度徐變應力場與溫度場，通過類比分析其他類似工程，并結合規(guī)程規(guī)范提出混凝土溫控技術要求[5]。該技術的使用可以有效控制水化熱，從而抑制裂縫的形成。整理統(tǒng)計一期通水冷卻進出水溫度和內部溫度等相關數據，為準確識別裂縫形成的責任方提供科學依據，溫控統(tǒng)計數據如表3。

表3 一期通水冷卻溫控數據 ℃

3.1 收倉后-極差控制圖

實際上，溫度裂縫的形成與內部水化熱散發(fā)速度慢、熱量多等因素直接相關，倉面與內部出現較大溫差，混凝土內、外部存在約束無法自由收縮，從而導致溫度應力[6]。溫差越大則形成的應力就越高，也越易形成裂縫，一期溫控數據見圖2，基本服從N(μ，σ)分布。

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3.2 通水冷卻散布圖

澆筑過程中，內部產生的熱量可以利用預埋的冷卻水管帶走，這大大降低了絕熱溫升和峰值持續(xù)時間，內部溫度與通水冷卻溫差見圖3。

圖3 內部溫度變化與通水冷卻溫差散布圖

3.3 直方圖與監(jiān)測頻數表

工程設計給出了通水流量和水溫的取值區(qū)間，通水時必須滿足施工操作、工程環(huán)境等實際要求，實際上直方圖與溫度監(jiān)測頻數表能夠作為通水冷卻效應發(fā)揮的判定依據(見圖4)，從而給出是否對通水冷卻加以優(yōu)化的決策。

圖4 內部溫度監(jiān)測圖

一期通水冷卻對溫控效果有效，在一定程度上可以減少倉面裂縫的形成。因此，可利用散布圖、直方圖、控制度判斷溫控過程質量控制效果，主要結論如下：

1)溫度均值-極差控制圖表明，內部溫度均值在2-14d和17-28d超出控制上、下限，溫度極差數據在4-25d出現明顯變化而在16-25d變化規(guī)律不明顯，總體處于區(qū)間的下限。所以，對于內部溫度控制承包人未制定有效的溫控措施或者溫控不明顯。

2)內部溫度與通水溫差散布圖表明，冷卻通水溫差越高則混凝土內部溫差越低，兩者之間存在明顯的負相關性；通水溫差處于25-30℃區(qū)間時內部溫差集中分布于5-6℃，并且具有較長的持續(xù)時間。因此，可以認為某時段的內部溫控與通水冷卻未表現出一般規(guī)律性，有必要調整通水溫度，即溫差處于25-30℃范圍時承包人應采取有效的溫控措施，從而減少內外溫差[7-11]。

3)內部溫度數據頻數表顯示，溫控措施下處于高溫區(qū)間27.95-29.05℃和29.05-30.10℃的頻率較高，該時段應加強溫度控制，在30.10-31.35℃區(qū)間的頻率較低，表明制定相應的溫控措施能夠有效減少水化熱；直方圖表明，承包人所實施的溫控措施基本達到要求。

總體而言，承包人制定的溫控措施能夠達到設計要求，但對于集中釋放水化熱的過程仍需進一步優(yōu)化溫度控制對策。雖然是多種不利因素綜合作用造成的裂縫，但在落實溫控措施上承包人還有待加強，因此對該倉混凝土仍要承擔相應的責任。

4 結 論

文章全面分析了水利水電工程大體積混凝土裂縫的成因，并識別出裂縫形成的關鍵原因，結合工程實踐經驗和裂縫成因提出相應的對策，為有效防控倉面裂縫提供一定技術支持。采用質量控制手段深入分析了通水溫控數據，在落實溫控措施上承包人還有待加強，并得出承包人應承擔一定責任的結論。