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【摘要】混凝土裂缝是水工混凝土中常见的缺陷之一。近两年来，随着我国南水北调中线工程开工，现浇薄壁混凝土在渠道衬砌中已得到了广泛应用，这种结构能有效地防止渗漏、减少渠道糙率且方便维修。但如果裂缝过多， 会降低混凝土的质量， 影响渠道使用寿命， 甚至渠道会遭到破坏， 达不到防渗的效果。本文分析了混凝土渠道衬砌后期破坏的形式、原因，对后期维护提出了应对措施和建议。
【关键词】混凝土：渠道：维护
Shallow talk concrete Chen to carve an outlet behind period maintenance of meaning
Tian Song-tao
【Abstract】The concrete crack is one of the familiar blemishes in the water work concrete.About two in the last years， along with our country south water north adjust centerline engineering opening， the perfidious wall concrete have already got in the outlet Chen carve now extensive application， this kind of structure ability availably prevent°from seep into， decrease outlet Cao rate and convenience maintain.But if the crack be excessive， will lower the quality of concrete， the influence outlet service life， even the outlet will encounter break and could not reach effect of defend the Shen.This text analysis concrete outlet the Chen carve behind period break of form， reason， to empress period maintenance put forward to reply measure and suggestion.
【Key words】Concrete：Outlet：Maintenance
中國的水资源形势十分严峻，人多水少、时空分布不均是中国水资源的基本特征，节约用水是中华民族的必由之路，且已迫在眉睫。我国目前农业用水量占全国用水量的62.4%，农业节水空间巨大。近几年，国家大力推广各种节水灌溉措施，其中渠道混凝土衬砌是一种主要的防渗节水模式，目前国家广泛实施的灌区续建配套与节水改造工程和灌区末级渠系改造工程均以渠道混凝土衬砌为主要工程措施。其特点是投资少、见效快、施工简单、运行方便。但是渠道混凝土衬砌工程在使用过程中存在很多后期破坏现象，混凝土衬砌渠道的后期维护是一个重要而难解的课题。
一、谈谈渠道衬砌混凝土裂缝产生的原因 作为渠道混凝土衬砌施工的关键工程，首先应从渠道裂缝产生的原因进行分析。现浇混凝土衬砌渠道裂缝具有混凝土工程裂缝的共性，又有不同于大体积混凝土裂缝的突出表现。裂缝一经形成，就很难自身愈合。根据工作中观察，南北走向的渠道，阴阳两坡受日照、风情等影响因素基本相同，因此两坡的裂缝规律基本一致，造成裂缝产生的根本原因在于：混凝土由于受自身及外部介质环境的影响，在温度、湿度变化和周边、基础约束的作用下，会产生很大的约束应力，容易产生裂缝；在现浇混凝土渠道衬砌中，水泥混凝土属于薄壁轻型钢性结构，具有较高的抗压强度，但抗拉强度较低，适应拉伸变形和不均匀变形的能力较差。在工程地质不稳定地区，基土滑移、沉陷，在高填方地区和渠基换填地区，由于回填土预沉降时间不够等也是导致渠道混凝土板裂缝的重要原因。当地质滑动拉力超过混凝土抗拉强度时就会产生拉裂。本渠道的现浇混凝土结构，渠坡衬砌混凝土板厚10 cm，渠底混凝土板厚8 cm，下部主要有复合土工膜、聚苯乙烯保温板。工程地处华北平原，根据气象资料，当地春季风大，夏季高温，降雨量不大，深秋季节风大。
二.混凝土衬砌渠道后期破坏的种类 混凝土衬砌渠道后期破坏是指工程建设完成以后，在使用过程中渠道衬砌混凝土发生的各种破坏现象，其破坏形式多种多样，总结起来主要有以下几种：
1. 沉降破坏
沉降破坏是指渠堤基土在水压力下产生渗透变形发生沉降或滑坡，导致渠道混凝土衬砌板变形破坏的现象。主要表现为板底掏空、板块错位、整体下沉，断裂开缝、塌陷碎裂等。沉降破坏多是由于土方填筑不实引起的，多发生在回填土方量较大或原状土与回填土交界线或回填土与建筑物交接处等部位，渠道过水或降雨在渠堤内形成渗流导致土体渗透变形，当土基变形量超过混凝土强度承受能力时，混凝土板就会发生位移或断裂破坏。主要影响因素为回填土的密实度不足和与基面的结合不够充分，再就是堤顶排水处理，若形成大量积水或集中径流就容易对渠堤造成渗透或冲刷。
2. 冻胀破坏
冻胀破坏是北方地区混凝土衬砌渠道常见的主要破坏形式，是指在冬季低温情况下渠堤基土土体发生冻胀变形导致混凝土板变形破坏的现象。主要表现为衬砌板整体上抬、板块错位、断裂开缝、隆起架空等。冻胀破坏发生在渠堤基土为冻胀性土质的渠道，土壤中的水体含量高于某个临界值时，在低温情况下土体温度低于土壤冻结临界温度，土壤中的水分发生冻结形成土体的冻胀，所以影响渠道冻胀的主要因素就是土体温度、土壤含水率及土质种类。在北方季节性冻土区地区，早期建设的混凝土衬砌渠道，很多没有采取保温措施，冻胀破坏十分严重。 3. 冻融破坏
冻融破坏是指混凝土材料内含有的水体在低温情况下发生冻结，体积膨胀，当作用力大于混凝土强度时就会产生裂缝，从而增大了吸水量，经过多次的冻结消融循环，混凝土表面砂浆层就会剥蚀，混凝土板表面遭到破坏，主要表现为碎纹开裂、表皮脱落等。主要影响因素是混凝土的密实度和抗渗性能，取决于衬砌混凝土的设计强度和施工期间的质量控制。
三、.混凝土衬砌渠道后期維护的重要性 混凝土衬砌渠道的后期维护就是针对混凝土衬砌渠道在使用过程中发生各种后期破坏时及时进行维修管护，加强混凝土衬砌渠道后期维护十分必要和关键，主要原因概括为两个方面。
1. 为了满足混凝土衬砌渠道的使用要求：混凝土衬砌渠道的主要功能要求是减少水的渗漏损失，减小渠道糙率，加大渠道运行安全。如果发生衬砌体破坏，破裂或错位，必将形成缝隙大量渗水，增加了渗漏损失，同时也给渠道的安全运行带来极大隐患，有很多衬砌渠道发生决口现象，这与衬砌体的后期破坏直接相关。而且一旦衬砌板产生裂缝，裂缝内会生长杂草、挂带杂物，增加渠道糙率，减小过水能力，严重影响使用要求。
2. 为了保证混凝土衬砌渠道的使用寿命，混凝土衬砌渠道一旦发生破坏，在输水过程中，就增加了水的渗流量，同时提高基土的含水量，从而增加了冻胀破坏的发生，形成恶性循环，加快了工程的老化和破坏。如果破坏严重裂缝过大，就很容易形成渗漏径流导致决口。一些破坏较严重的部位，如果不及时修复，可能很快导致工程的报废。
四、混凝土衬砌渠道后期维护的任务与方法
1. 渠堤土基维修处理
1.1 在输水过程中，加强巡查管理，及时发现渗漏或沉降部位，及时对土基进行开挖、重新回填、夯实处理，避免混凝土板变形破坏。
1.2 在雨季，及时处理堤顶雨淋沟，平整堤顶里高外低，尽量雨水外排。堤顶尽量平整，避免堤顶积水，避免雨水过于集中形成径流，防止造成堤岸冲刷或土基渗透变形。
2. 混凝土板裂缝处理：针对裂缝的情况分为几种处理方法
2.1 表面涂抹：对于宽度小于0.2mm的裂缝，采用涂抹水泥基渗透晶体型防水材料进行表面处理，既保证了原混凝土的整体性，又可利用防水材料的渗透作用填塞缝隙，达到防渗的目的；对于宽度在0.2mm―0.4mm之间的裂缝，为防止裂缝的变化造成处理的失效，采用涂抹水泥基柔性防水材料进行表面处理。
2.2 凿槽嵌缝处理
缝宽δ≥0.4mm的裂缝，由于裂缝较宽，建议进行凿槽嵌缝处理，保证修补材料的牢固性。嵌缝材料为水泥基柔性防水材料或聚硫密封胶。沿裂缝方向凿成一个宽25mm、深38mm的“U”型槽沟，槽深为槽宽的1.5倍。
清除缝内的污物及杂质，并保持缝内干燥。将填充材料填平“U”型槽沟，并压实。
3. 混凝土重新浇筑
如果混凝土板开裂比较严重，裂缝大于1cm，或有多处裂缝形成碎板，或是混凝土板位移较大等情况应考虑进行拆除重建处理，拆除后要对土基进行开挖、回填、换土、夯实等相应处理，清除冻涨层，更换与原基础介质尽量相同的材料，压实度要达到设计指标，土基处理好以后重新浇筑混凝土。对于面积较大的混凝土板可以考虑增设伸缩缝，对板进行切割，只对破坏部分进行拆除重新浇筑。
五.混凝土后期维护的问题与建议
1. 运行管理单位一定要对混凝土衬砌渠道的后期维护提高重视程度，加强日常管理，对破坏部位及时发现及时处理，避免将损失扩大。
2. 混凝土衬砌在我国输水渠道中应用十分广泛，衬砌混凝土后期破坏的现象也普遍存在，早期建设的一些工程衬砌混凝土的破坏率有的甚至接近100%。所以管理维修任务十分艰巨。尤其对一些农业供水为主的灌区来说，管理维护自身难以维持，需要国家政策扶持。
3. 我国的水利基础设施建设处于改造的初期阶段，今后的工程建设任务还很巨大，渠道管理部门应该细心总结经验，加强意见反馈，重点在规划设计、施工管理等方面下功夫，提高工程标准和工程质量，减少后期破坏，减轻后期维护压力。
总之，裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会降低混凝土的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，结合实际，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
【关键词】混凝土：渠道：维护
Shallow talk concrete Chen to carve an outlet behind period maintenance of meaning
Tian Song-tao
【Abstract】The concrete crack is one of the familiar blemishes in the water work concrete.About two in the last years， along with our country south water north adjust centerline engineering opening， the perfidious wall concrete have already got in the outlet Chen carve now extensive application， this kind of structure ability availably prevent°from seep into， decrease outlet Cao rate and convenience maintain.But if the crack be excessive， will lower the quality of concrete， the influence outlet service life， even the outlet will encounter break and could not reach effect of defend the Shen.This text analysis concrete outlet the Chen carve behind period break of form， reason， to empress period maintenance put forward to reply measure and suggestion.
【Key words】Concrete：Outlet：Maintenance
中國的水资源形势十分严峻，人多水少、时空分布不均是中国水资源的基本特征，节约用水是中华民族的必由之路，且已迫在眉睫。我国目前农业用水量占全国用水量的62.4%，农业节水空间巨大。近几年，国家大力推广各种节水灌溉措施，其中渠道混凝土衬砌是一种主要的防渗节水模式，目前国家广泛实施的灌区续建配套与节水改造工程和灌区末级渠系改造工程均以渠道混凝土衬砌为主要工程措施。其特点是投资少、见效快、施工简单、运行方便。但是渠道混凝土衬砌工程在使用过程中存在很多后期破坏现象，混凝土衬砌渠道的后期维护是一个重要而难解的课题。
一、谈谈渠道衬砌混凝土裂缝产生的原因 作为渠道混凝土衬砌施工的关键工程，首先应从渠道裂缝产生的原因进行分析。现浇混凝土衬砌渠道裂缝具有混凝土工程裂缝的共性，又有不同于大体积混凝土裂缝的突出表现。裂缝一经形成，就很难自身愈合。根据工作中观察，南北走向的渠道，阴阳两坡受日照、风情等影响因素基本相同，因此两坡的裂缝规律基本一致，造成裂缝产生的根本原因在于：混凝土由于受自身及外部介质环境的影响，在温度、湿度变化和周边、基础约束的作用下，会产生很大的约束应力，容易产生裂缝；在现浇混凝土渠道衬砌中，水泥混凝土属于薄壁轻型钢性结构，具有较高的抗压强度，但抗拉强度较低，适应拉伸变形和不均匀变形的能力较差。在工程地质不稳定地区，基土滑移、沉陷，在高填方地区和渠基换填地区，由于回填土预沉降时间不够等也是导致渠道混凝土板裂缝的重要原因。当地质滑动拉力超过混凝土抗拉强度时就会产生拉裂。本渠道的现浇混凝土结构，渠坡衬砌混凝土板厚10 cm，渠底混凝土板厚8 cm，下部主要有复合土工膜、聚苯乙烯保温板。工程地处华北平原，根据气象资料，当地春季风大，夏季高温，降雨量不大，深秋季节风大。
二.混凝土衬砌渠道后期破坏的种类 混凝土衬砌渠道后期破坏是指工程建设完成以后，在使用过程中渠道衬砌混凝土发生的各种破坏现象，其破坏形式多种多样，总结起来主要有以下几种：
1. 沉降破坏
沉降破坏是指渠堤基土在水压力下产生渗透变形发生沉降或滑坡，导致渠道混凝土衬砌板变形破坏的现象。主要表现为板底掏空、板块错位、整体下沉，断裂开缝、塌陷碎裂等。沉降破坏多是由于土方填筑不实引起的，多发生在回填土方量较大或原状土与回填土交界线或回填土与建筑物交接处等部位，渠道过水或降雨在渠堤内形成渗流导致土体渗透变形，当土基变形量超过混凝土强度承受能力时，混凝土板就会发生位移或断裂破坏。主要影响因素为回填土的密实度不足和与基面的结合不够充分，再就是堤顶排水处理，若形成大量积水或集中径流就容易对渠堤造成渗透或冲刷。
2. 冻胀破坏
冻胀破坏是北方地区混凝土衬砌渠道常见的主要破坏形式，是指在冬季低温情况下渠堤基土土体发生冻胀变形导致混凝土板变形破坏的现象。主要表现为衬砌板整体上抬、板块错位、断裂开缝、隆起架空等。冻胀破坏发生在渠堤基土为冻胀性土质的渠道，土壤中的水体含量高于某个临界值时，在低温情况下土体温度低于土壤冻结临界温度，土壤中的水分发生冻结形成土体的冻胀，所以影响渠道冻胀的主要因素就是土体温度、土壤含水率及土质种类。在北方季节性冻土区地区，早期建设的混凝土衬砌渠道，很多没有采取保温措施，冻胀破坏十分严重。 3. 冻融破坏
冻融破坏是指混凝土材料内含有的水体在低温情况下发生冻结，体积膨胀，当作用力大于混凝土强度时就会产生裂缝，从而增大了吸水量，经过多次的冻结消融循环，混凝土表面砂浆层就会剥蚀，混凝土板表面遭到破坏，主要表现为碎纹开裂、表皮脱落等。主要影响因素是混凝土的密实度和抗渗性能，取决于衬砌混凝土的设计强度和施工期间的质量控制。
三、.混凝土衬砌渠道后期維护的重要性 混凝土衬砌渠道的后期维护就是针对混凝土衬砌渠道在使用过程中发生各种后期破坏时及时进行维修管护，加强混凝土衬砌渠道后期维护十分必要和关键，主要原因概括为两个方面。
1. 为了满足混凝土衬砌渠道的使用要求：混凝土衬砌渠道的主要功能要求是减少水的渗漏损失，减小渠道糙率，加大渠道运行安全。如果发生衬砌体破坏，破裂或错位，必将形成缝隙大量渗水，增加了渗漏损失，同时也给渠道的安全运行带来极大隐患，有很多衬砌渠道发生决口现象，这与衬砌体的后期破坏直接相关。而且一旦衬砌板产生裂缝，裂缝内会生长杂草、挂带杂物，增加渠道糙率，减小过水能力，严重影响使用要求。
2. 为了保证混凝土衬砌渠道的使用寿命，混凝土衬砌渠道一旦发生破坏，在输水过程中，就增加了水的渗流量，同时提高基土的含水量，从而增加了冻胀破坏的发生，形成恶性循环，加快了工程的老化和破坏。如果破坏严重裂缝过大，就很容易形成渗漏径流导致决口。一些破坏较严重的部位，如果不及时修复，可能很快导致工程的报废。
四、混凝土衬砌渠道后期维护的任务与方法
1. 渠堤土基维修处理
1.1 在输水过程中，加强巡查管理，及时发现渗漏或沉降部位，及时对土基进行开挖、重新回填、夯实处理，避免混凝土板变形破坏。
1.2 在雨季，及时处理堤顶雨淋沟，平整堤顶里高外低，尽量雨水外排。堤顶尽量平整，避免堤顶积水，避免雨水过于集中形成径流，防止造成堤岸冲刷或土基渗透变形。
2. 混凝土板裂缝处理：针对裂缝的情况分为几种处理方法
2.1 表面涂抹：对于宽度小于0.2mm的裂缝，采用涂抹水泥基渗透晶体型防水材料进行表面处理，既保证了原混凝土的整体性，又可利用防水材料的渗透作用填塞缝隙，达到防渗的目的；对于宽度在0.2mm―0.4mm之间的裂缝，为防止裂缝的变化造成处理的失效，采用涂抹水泥基柔性防水材料进行表面处理。
2.2 凿槽嵌缝处理
缝宽δ≥0.4mm的裂缝，由于裂缝较宽，建议进行凿槽嵌缝处理，保证修补材料的牢固性。嵌缝材料为水泥基柔性防水材料或聚硫密封胶。沿裂缝方向凿成一个宽25mm、深38mm的“U”型槽沟，槽深为槽宽的1.5倍。
清除缝内的污物及杂质，并保持缝内干燥。将填充材料填平“U”型槽沟，并压实。
3. 混凝土重新浇筑
如果混凝土板开裂比较严重，裂缝大于1cm，或有多处裂缝形成碎板，或是混凝土板位移较大等情况应考虑进行拆除重建处理，拆除后要对土基进行开挖、回填、换土、夯实等相应处理，清除冻涨层，更换与原基础介质尽量相同的材料，压实度要达到设计指标，土基处理好以后重新浇筑混凝土。对于面积较大的混凝土板可以考虑增设伸缩缝，对板进行切割，只对破坏部分进行拆除重新浇筑。
五.混凝土后期维护的问题与建议
1. 运行管理单位一定要对混凝土衬砌渠道的后期维护提高重视程度，加强日常管理，对破坏部位及时发现及时处理，避免将损失扩大。
2. 混凝土衬砌在我国输水渠道中应用十分广泛，衬砌混凝土后期破坏的现象也普遍存在，早期建设的一些工程衬砌混凝土的破坏率有的甚至接近100%。所以管理维修任务十分艰巨。尤其对一些农业供水为主的灌区来说，管理维护自身难以维持，需要国家政策扶持。
3. 我国的水利基础设施建设处于改造的初期阶段，今后的工程建设任务还很巨大，渠道管理部门应该细心总结经验，加强意见反馈，重点在规划设计、施工管理等方面下功夫，提高工程标准和工程质量，减少后期破坏，减轻后期维护压力。
总之，裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会降低混凝土的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，结合实际，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。