紀軍鋒， 婁衛(wèi)國

(山東省東明縣水務(wù)局，山東 菏澤 274500)

0 引 言

水工建筑物是農(nóng)田水利工程中不可缺少的組成部分，有利于保障水利功能的正常發(fā)揮。但就當前的農(nóng)田水利工程而言，由于傳統(tǒng)施工技術(shù)不強、外部環(huán)境變化復(fù)雜等，很容易導致建筑物的混凝土出現(xiàn)裂縫，影響水利工程的運行安全性。因此相關(guān)人員必須要深入研究農(nóng)田水利工程建筑物出現(xiàn)安全問題的原因，并采取有效處理手段，進而實現(xiàn)水利工程的可持續(xù)發(fā)展。

1 影響農(nóng)田水利工程建筑物安全性的主要因素

1.1 建筑物裂縫問題

影響農(nóng)田水利工程建筑物安全的主要問題是裂縫。一般情況下，裂縫是因為混凝土自身出現(xiàn)變化而導致的。由于混凝土的原料包括水泥、粗骨料、砂石等，根據(jù)材料的特性，混凝土其實是一種具有較強脆性的物質(zhì)。經(jīng)過長時間的風化影響后，混凝土會出現(xiàn)明顯的硬性結(jié)塊，致使穩(wěn)定性大幅下降。雖然混凝土具有較強的承壓力，能夠針對不良環(huán)境起到良好的抵御作用，但其也會因水分蒸發(fā)而出現(xiàn)微小孔隙，當有雜質(zhì)滲入后，就會出現(xiàn)微裂縫，致使建筑物安全性受到嚴重影響[1]。

1.2 凍脹破壞問題

凍脹破壞也是農(nóng)田水利工程建筑物常見的安全性問題，相比于裂縫病害，該問題的危害性更大、維護維修難度更高。其主要是受材料以及溫度等因素的影響，比如混凝土材料質(zhì)量較差，就會導致建筑物的安全性能有所下降。同時在水利工程水位出現(xiàn)季節(jié)性變化時，則會導致混凝土出現(xiàn)嚴重的凍融情況。所以在施工建設(shè)過程中，需要加強對凍脹破壞的預(yù)防以及治理，切實保障建筑物的安全性。

2 影響田水利工程建筑物安全性的主要原因

2.1 裂縫產(chǎn)生的主要原因

農(nóng)田水利工程建筑物出現(xiàn)裂縫的原因，與水工混凝土材料質(zhì)量、溫度變化以及工程技術(shù)等存在密切關(guān)系。比如在施工環(huán)節(jié)中，混凝土中的水分較多，則會在表面形成大量的細小孔隙、裂痕等，一旦出現(xiàn)氣溫下降，則會造成混凝土的內(nèi)部分子運動性不強，從而出現(xiàn)凍裂等情況，限制內(nèi)部結(jié)構(gòu)的發(fā)展。同時也會導致混凝土表面構(gòu)造出現(xiàn)不規(guī)則的問題。另外，在建筑物某一局部區(qū)域，由于結(jié)構(gòu)約束而產(chǎn)生大量的水化熱作用，可能會促使混凝土發(fā)生沉降，在干縮、應(yīng)激力反應(yīng)緩慢的情況下，微觀裂縫將會得到進一步擴大，并向兩側(cè)延伸，造成建筑物的裂縫面積增大[2]。

2.2 凍脹破壞產(chǎn)生主要原因

(1) 水泥品種、礦物成分、骨料等，都會對混凝土的性能產(chǎn)生較大的影響，其是促使建筑物產(chǎn)生凍脹破壞的重要因素。

(2) 在建筑物混凝土施工過程中，往往會添加一定量的外加劑，如引氣劑、減水劑等，可能會對混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。如果內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)較好，則可起到防止凍脹的功能，而當其內(nèi)部缺少合理孔隙結(jié)構(gòu)，則會增大凍脹應(yīng)力，受外部環(huán)境的干擾而出現(xiàn)性能下降的情況。

(3) 施工環(huán)節(jié)中的混凝土配合比不合理、施工操作不合規(guī)、硬化條件不符合標準，則是導致混凝土耐久性和抗凍性不足的主要原因。同時制備混凝土時單位用水量過多，也會誘發(fā)凍脹等安全問題。

3 提高農(nóng)田水利工程建筑物安全性的主要措施

3.1 裂縫產(chǎn)生預(yù)防措施

3.1.1 結(jié)構(gòu)夯實法

為有效解決農(nóng)田水利工程建筑物安全性問題，可采用結(jié)構(gòu)夯實法預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。在實踐操作中，首先施工人員需要嚴格按照施工圖紙考察實際情況，明確容易出現(xiàn)裂縫病害的重點部位，再采取相應(yīng)的加固措施。比如精準確定建筑物軟土區(qū)域兩端的邊界位置，分別設(shè)置堅硬模板以起到固定效果，并在兩板中間布置柱樁，通過土壤填埋的方式增加強度。另外為提高軟土地基的穩(wěn)定性，避免發(fā)生沉降，可采用薄膜覆蓋松軟土，達到良好保護的目的。除此，在搭建模板環(huán)節(jié)，應(yīng)當嚴格控制凍土的問題，在其內(nèi)部采用適當保溫措施，防范出現(xiàn)裂縫問題。

3.1.2 預(yù)制混凝土比例

合理控制混凝土的預(yù)制質(zhì)量，有助于提高建筑物的整體安全性。因此，施工人員先要結(jié)合設(shè)計要求，明確混凝土的整體化設(shè)計，確?；炷羶?nèi)部的出水量可得到良好控制。在規(guī)劃階段應(yīng)當以混凝土質(zhì)量控制為導向，重點做好抗裂預(yù)防工作。比如可在低溫試驗環(huán)境下，反復(fù)測量混凝土的強度和韌性，調(diào)節(jié)配合比，促使伸縮值得到加強。同時在施工階段，相關(guān)人員需要合理利用計量單位，保證混凝土配制的合理性，避免超出標準參數(shù)范圍[3]。

3.1.3 采用科學裂縫修補方法

對水工建筑物已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫，需采取科學修補方法。比如應(yīng)用開槽法進行修補，即是在水泥以及砂石中摻入1/3的環(huán)氧樹脂橡膠。施工人員按照合理的順序開展攪拌，并確保攪拌均勻后加入適量的細沙，從而進一步擴大混凝土的預(yù)制空間。然后加入丙酮，保證砂漿的密實度達到最佳效果。另外將事先調(diào)配好的環(huán)氧樹脂橡膠加入到混凝土槽中，在通風口進行30 min的晾曬。完成混凝土預(yù)制后，采用毛氈將混凝土外層覆蓋包住，避免混凝土出現(xiàn)裂縫。針對建筑物出現(xiàn)的微小裂縫，也可采用表面覆蓋法進行修補，該技術(shù)的實施過程即是由相關(guān)操作人員在裂縫部分涂抹一層聚合性薄膜，然后對混凝土的外部結(jié)構(gòu)進行打磨。再使用鋼絲刷子將聚合物水泥膏平鋪在裂縫表面，經(jīng)過晾曬后進行清理，保證表面具有良好的平整度。最后在混凝土表面打造氣孔，使用環(huán)氧樹脂進行填補，從而實現(xiàn)材料修復(fù)效果。

此外，還可采用低壓注漿法進行裂縫修補。其一般是針對深度為0.4～0.6 mm的縫隙進行修補，在溫度和內(nèi)部氣壓得到有效控制的前提下，實施漿灌注操作。具有施工程序如下：

(1) 采用白膠帶粘貼在出現(xiàn)裂縫的部位，并沿著縫隙邊緣使用窄毛刷進行反復(fù)涂抹，避免裂縫出現(xiàn)延長。

(2) 封閉裂縫的空隙，揭除四周白膠帶，經(jīng)過510 min晾曬后，可對裂縫進行填補，灌注0.5 mm的砂漿即可。

(3) 開展注漿作業(yè)時，應(yīng)在高溫時段進行，保證漿液的填充速度得到提升。并利用適當?shù)目p補器將漿液注入到裂縫口中，在兩端采用焊釘實施加固[4]。

3.2 凍脹破壞預(yù)防措施

3.2.1 預(yù)防措施

對于農(nóng)田水利工程建筑物凍脹破壞的預(yù)防措施，可從三個方面入手。首先，在混凝土施工環(huán)節(jié)，按照現(xiàn)場實際情況，盡量選擇含有不同礦物成分、不同性能的水泥、骨料以及外加劑等，從而提高材料性能，確?；炷辆哂休^好的耐久性。其次，應(yīng)當嚴格管控混凝土的配合比，即按照結(jié)構(gòu)類型、環(huán)境條件等，開展試驗試配，確定最終的關(guān)鍵參數(shù)；同時注重降低混凝土的水灰比，即限制單位用水量，避免含水量過多而導致凍脹破壞。最后，施工人員需要對建筑物混凝土構(gòu)件周邊環(huán)境條件進行優(yōu)化，盡可能地改善混凝土的凍脹條件，提高建筑物的安全性[5]。

3.2.2 治理措施

如果現(xiàn)有水工建筑物出現(xiàn)凍脹情況，應(yīng)當采取有效的治理措施。比如針對輕微的表層破壞，可實施水泥砂漿修補。對于高速水流區(qū)混凝土表面出現(xiàn)損壞，可實施預(yù)縮砂漿修補方法，做法是將拌和好的砂漿歸堆放置30～90 min后，形成干硬性砂漿再進行填補。如果建筑局部區(qū)域出現(xiàn)比較嚴重的凍脹破壞，可開展噴漿修補。在操作中利用高壓噴射設(shè)備將混凝土注入到裂縫位置，其密度以及抗?jié)B性能相比于一般混凝土效果要好。另外，環(huán)氧材料修補是近年來一種常用的水工建筑物修補方法。通過利用環(huán)氧基液、環(huán)氧砂漿、環(huán)氧混凝土等，提高修補部位的強度以及抗?jié)B能力。但由于該方法目前實施成本較高、工藝較為復(fù)雜。因此應(yīng)當結(jié)合其他上述方法進行治理。按照農(nóng)田水利工程建筑物所處環(huán)境、位置以及發(fā)生凍脹破壞的程度，選擇適當?shù)男扪a治理技術(shù)，盡可能提高建筑物安全性能。

3.2.3 渠系建筑物凍脹破壞應(yīng)對措施

農(nóng)田水利工程中的渠系建筑物發(fā)生凍脹破壞，則是由寒冷季節(jié)的持續(xù)負溫、土壤中存在自由水和毛細水、土壤自身物理性質(zhì)等因素引起的。因此，為有效應(yīng)對渠系建筑物的凍脹破壞，應(yīng)當切斷凍土地基在凍結(jié)前后的水分補給。在實際操作過程中主要是采用高填或者排水等設(shè)施，以減少水分的補給。同時要重視毛細水的作用，當其上升到地下水面上2～3 m平面時，對渠系建筑物也會造成一定的凍脹破壞[6]。不過由于細顆粒土體的特性，無法實現(xiàn)完全切斷水分補給，因此需要合理改善地基土的結(jié)構(gòu)。比如對地基土實施換填，采用大顆粒土體替換細顆粒土體。在施工中應(yīng)保障換填深度超過凍土深度，在實踐操作中適用于凍土深度較小的區(qū)域。

4 結(jié)束語

綜上所述，農(nóng)田水利工程在當前社會發(fā)展進程中，可發(fā)揮良好的基礎(chǔ)服務(wù)作用。為保障其功能的正常、高效發(fā)揮，必須要保障水工建筑物的安全性，從而有序開展各項水利服務(wù)活動。當前水利工程建筑物主要存在的安全問題是裂縫和凍脹破壞，相關(guān)人員需要深入分析其產(chǎn)生原因和影響因素，采取有效的預(yù)防和治理措施，從而最大限度地提高農(nóng)田水利工程運行質(zhì)量。