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【摘 要】 随着水利工程技术在我国的大力推广，闸墩裂缝的成因及预防的发展问题不断的在水利工程技术中出现，而在这其中新形势下水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术发展的效果，是直接关系到水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术的最后效果的关键因素之一。因此，本文主要就水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术进行分析。
【关键词】 水利工程；闸墩；裂缝
一、前言
如何做好新形势下水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术研究发展工作，为水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术研究实现可持续发展提供坚实的安全保障，是现在水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术研究面临的迫在眉睫、函需解决的头等课题。
二、工程概况
某水闸闸孔总净宽132m，为6孔下卧式自动浮体钢筋砼扇形闸门，每孔净宽22m，在最右一孔浮体门前部，有4孔平板闸门，每孔净宽5.54m。由进口段、溢流段、浮体闸室段、陡坡段、消力池、海漫及尾水渠组成。进口段属渐缩型，底高程为12.0m，两侧翼墙为浆砌石圆弧挡土墙；溢流段为ⅲ型折线型实用堰，堰顶高程13.6m，长1.8m；浮体闸室段为钢筋砼结构，底高程9.4m，长12.0m；陡坡段为钢筋砼结构，陡坡首部高程12.85m，尾部高程9.2m，长16.5m，其中首部5.0m长为平台；消力池为底流式，护坦为浆砌石钢筋砼框格结构（面层为200厚钢筋砼），高程9.2m，池深0.3m，长10.0m，消力池边墙顶高程15.0m；海漫为浆砌石结构，底高程9.5m，长15.0m。节制闸两端设有控制室，闸室顶部设有农用交通桥，平板闸门设有启闭台及螺杆式启闭机，启闭台上未建启闭房。
项目工程混凝土拆模后，在水闸右岸挡墙及右岸边墩发现了裂缝，其中水平方向的裂缝主要发生在挡墙分仓的中部，竖向裂缝大部分产生在挡墙的3/4高度以下，挡墙顶部没有裂缝。裂缝呈中间宽，两头缩小的现象，缝宽在0.3mm左右，并未完全贯通。有一部分裂缝在挡墙两侧的同处产生，也有一部分从基础开始就产生开裂。裂缝出现的时间基本都在模板拆除后的1～2d，也有的在拆模的当天就已经发现。
三、裂缝处理施工工艺
施工流程为：裂缝调查→裂缝内部化学灌浆→裂缝表面封闭处理→养护。
1、高压化学灌浆施工工艺
（一）沿混凝土裂缝两侧打斜孔与缝面相交，孔距为20～30cm，孔深20cm，孔径2cm。灌浆孔钻好后，用高压气吹出造孔时产生的粉尘，清孔验收标准以孔内无任何杂物为准。
（二）在已洗好的灌浆孔装上专用的灌浆嘴。
（三）为了保证灌浆质量，灌浆采用专业的高压灌浆机，灌浆压力要分级施加，直至达到最高灌压，最高压力根据现场情况确定。所灌孔在要求的时间内不进浆或所灌孔附近的裂缝出浆，且出浆浓度与进浆浓度相当或渗水裂缝不再渗漏时，结束灌浆。
2、裂缝表面封闭处理施工工艺
（一）采用专用工具打磨裂缝表面混凝土直至露出新鲜面。
（二）用清水洗去除裂缝表面粉尘。
（三）表面干燥后，涂刷专用界面剂。
四、水闸闸墩裂缝形成原因分析
为了进一步地控制裂缝与采纳很好的措施对裂缝来预防，务必对裂缝出现的机理作出全面的分析.大规模的工程试验说明，闸墩裂缝的出现大多与墩体内外温差、混凝土的干缩、自生体积形变、外部约束等相关，一般是多元速综合作用造成的。
1、内外温差
闸墩作为大体积混凝土，再加上混凝土是热的不良导体，因此在闸墩内部和表面易形成温差，混凝土的温度变化大体上可以分为升温和降温两个阶段。
在混凝土浇筑后的温升时期，水化反应产生大量热，混凝土温度上升，热量传递的时候容易在内部积存，表面混凝土的温升幅度远小于内部混凝土。约在2d后，内部混凝土的温度达到峰值，此时内外温差也达到最大。虽然闸墩内外混凝土都处于膨胀变形状态，相对于内部混凝土来讲，外部混凝土处于收缩状态，从而形成变形约束，导致闸墩表面产生拉应力，内部出现压应力。由于早期混凝土弹性模量小，而应力很大，因此容易产生裂缝。
2、底板约束
闸墩是固结在底板上部自由的结构。由于底板和闸墩混凝土施工间隙时间较长，在建筑闸墩时，底板混凝土已经固结。闸墩沿其高度方向可以自由伸缩，不受约束；厚度方向由于闸墩厚度不大，约束很小；而沿水流方向，则受底板约束相对很大。由于底板对降温引起的混凝土收缩有约束作用，混凝土内部会产生较大的拉应力，闸墩中间靠近底板的部位通常成为闸墩拉应力最大的区域。当拉应力超过混凝土极限抗拉强度时，便会产生裂缝。
3、混凝土收缩
混凝土的收缩分为干缩、自身收缩和塑性收缩。自身收缩与干缩一样，都是由于水的迁移而引起的。但自身收缩不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降，形成弯月面，产生由干燥作用，使混凝土体的体积减小。通常，水灰比的变化对干燥收缩和自身收缩的影响是不一样的。当混凝土的水灰比降低时，干燥收缩减小，而自身收缩增大。此外，两种收缩完成的时间也不一样。在模板拆除之前，混凝土的自身收缩几乎已经产生；而干燥收缩，除了未盖且暴露面很大的地面以外，许多构件的干缩都发生在拆模以后。在大体积混凝土里，即使水灰比并不低，自身收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到一起，就会使裂缝迅速扩展。
五、防止和控制措施
混凝土在多种不样条件下的开裂有着很多因素，并且一般是多因素影响的结果，当得知每种因素及影响机理后，就能够采取措施，将死或避免混凝土出现开裂。
1、材料
混凝土材料的科学选择是避免并控制裂缝的关键条件.为了减小水化热，能选用中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥.降低水泥用量，可使水化热变小，使混凝土的拉应力大大变小.掺入粉煤灰的百分数就是温度和水化热降低的百分数.缓凝剂可减慢混凝土放热的速率，有利于热量消散.减水剂可在水灰比不变时减少水和水泥用量，降低水化热。膨胀剂能够补偿混凝土的自生收缩，产生一定的预压应力，抵消结构由于收缩产生的拉应力.值得关注的是，膨胀剂当应用在闸墩最下边有外部作用力的地方，关注每个地方混凝土膨胀变形的适应性，防止里面膨胀比表面膨胀大的状况出现.还有，尤其注意混凝土科学配合比的设置。
2、温度约束
首先做的要降低混凝土的入仓温度，让新拌混凝土的温度被约束在6度上下。在高温期搅拌时，能够加入冰片替换一些水对混凝土冷却.浇筑时最好在春天与秋天，避免在夏天午间过热时和冬天做.对运输混凝土的工具作出遮阳和降温；在这要减小里外温差，里层温度上升和外面温度减小共同作用会让温度梯度有所增加.需要的话，在混凝土内部设置冷却水管，用地下水于人工冷却水进行人工导热，降低混凝土的内部温度.但是，对于表层混凝土需进行隔热处理，来协调表层温度减小的速度，使内外温差有所减小.
3、施工方法与技术
为了增大混凝土的运输效率，现在多选用泵送混凝土.因为泵送混凝土需要流动性大，大量运用水泥，水灰比不小，粗骨料粒径不大，水化热温升高，不难出现收缩裂缝.因此当浇筑闸墩混凝土时，为了避免裂缝出现，最好不用泵送混凝土.由于泵送混凝土施工速度快，能顾用于受作用力很小的闸墩上边，而最下边选用常态混凝土。
六、结束语
综上所述，本文所提到的水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术的研究工作，希望可以对水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术的发展提供参考价值。随着水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术的不断开展，对水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术的研究工作也将成为保障水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术的重要工作。
参考文献：
[1]戴亚飞，符国兵.水利工程闸墩裂缝的成因及预防措施[J].水利建设与管理.2012（15）：24-29+49.
[2]张清华.水利工程中水闸闸墩裂缝的成因及防治措施探讨[J].中国新技术新产品.2010（09）：183-185.
[3]文敏.水闸闸墩裂缝的成因及预防措施[J].中国新技术新产品.2012（14）：277-278.
【关键词】 水利工程；闸墩；裂缝
一、前言
如何做好新形势下水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术研究发展工作，为水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术研究实现可持续发展提供坚实的安全保障，是现在水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术研究面临的迫在眉睫、函需解决的头等课题。
二、工程概况
某水闸闸孔总净宽132m，为6孔下卧式自动浮体钢筋砼扇形闸门，每孔净宽22m，在最右一孔浮体门前部，有4孔平板闸门，每孔净宽5.54m。由进口段、溢流段、浮体闸室段、陡坡段、消力池、海漫及尾水渠组成。进口段属渐缩型，底高程为12.0m，两侧翼墙为浆砌石圆弧挡土墙；溢流段为ⅲ型折线型实用堰，堰顶高程13.6m，长1.8m；浮体闸室段为钢筋砼结构，底高程9.4m，长12.0m；陡坡段为钢筋砼结构，陡坡首部高程12.85m，尾部高程9.2m，长16.5m，其中首部5.0m长为平台；消力池为底流式，护坦为浆砌石钢筋砼框格结构（面层为200厚钢筋砼），高程9.2m，池深0.3m，长10.0m，消力池边墙顶高程15.0m；海漫为浆砌石结构，底高程9.5m，长15.0m。节制闸两端设有控制室，闸室顶部设有农用交通桥，平板闸门设有启闭台及螺杆式启闭机，启闭台上未建启闭房。
项目工程混凝土拆模后，在水闸右岸挡墙及右岸边墩发现了裂缝，其中水平方向的裂缝主要发生在挡墙分仓的中部，竖向裂缝大部分产生在挡墙的3/4高度以下，挡墙顶部没有裂缝。裂缝呈中间宽，两头缩小的现象，缝宽在0.3mm左右，并未完全贯通。有一部分裂缝在挡墙两侧的同处产生，也有一部分从基础开始就产生开裂。裂缝出现的时间基本都在模板拆除后的1～2d，也有的在拆模的当天就已经发现。
三、裂缝处理施工工艺
施工流程为：裂缝调查→裂缝内部化学灌浆→裂缝表面封闭处理→养护。
1、高压化学灌浆施工工艺
（一）沿混凝土裂缝两侧打斜孔与缝面相交，孔距为20～30cm，孔深20cm，孔径2cm。灌浆孔钻好后，用高压气吹出造孔时产生的粉尘，清孔验收标准以孔内无任何杂物为准。
（二）在已洗好的灌浆孔装上专用的灌浆嘴。
（三）为了保证灌浆质量，灌浆采用专业的高压灌浆机，灌浆压力要分级施加，直至达到最高灌压，最高压力根据现场情况确定。所灌孔在要求的时间内不进浆或所灌孔附近的裂缝出浆，且出浆浓度与进浆浓度相当或渗水裂缝不再渗漏时，结束灌浆。
2、裂缝表面封闭处理施工工艺
（一）采用专用工具打磨裂缝表面混凝土直至露出新鲜面。
（二）用清水洗去除裂缝表面粉尘。
（三）表面干燥后，涂刷专用界面剂。
四、水闸闸墩裂缝形成原因分析
为了进一步地控制裂缝与采纳很好的措施对裂缝来预防，务必对裂缝出现的机理作出全面的分析.大规模的工程试验说明，闸墩裂缝的出现大多与墩体内外温差、混凝土的干缩、自生体积形变、外部约束等相关，一般是多元速综合作用造成的。
1、内外温差
闸墩作为大体积混凝土，再加上混凝土是热的不良导体，因此在闸墩内部和表面易形成温差，混凝土的温度变化大体上可以分为升温和降温两个阶段。
在混凝土浇筑后的温升时期，水化反应产生大量热，混凝土温度上升，热量传递的时候容易在内部积存，表面混凝土的温升幅度远小于内部混凝土。约在2d后，内部混凝土的温度达到峰值，此时内外温差也达到最大。虽然闸墩内外混凝土都处于膨胀变形状态，相对于内部混凝土来讲，外部混凝土处于收缩状态，从而形成变形约束，导致闸墩表面产生拉应力，内部出现压应力。由于早期混凝土弹性模量小，而应力很大，因此容易产生裂缝。
2、底板约束
闸墩是固结在底板上部自由的结构。由于底板和闸墩混凝土施工间隙时间较长，在建筑闸墩时，底板混凝土已经固结。闸墩沿其高度方向可以自由伸缩，不受约束；厚度方向由于闸墩厚度不大，约束很小；而沿水流方向，则受底板约束相对很大。由于底板对降温引起的混凝土收缩有约束作用，混凝土内部会产生较大的拉应力，闸墩中间靠近底板的部位通常成为闸墩拉应力最大的区域。当拉应力超过混凝土极限抗拉强度时，便会产生裂缝。
3、混凝土收缩
混凝土的收缩分为干缩、自身收缩和塑性收缩。自身收缩与干缩一样，都是由于水的迁移而引起的。但自身收缩不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降，形成弯月面，产生由干燥作用，使混凝土体的体积减小。通常，水灰比的变化对干燥收缩和自身收缩的影响是不一样的。当混凝土的水灰比降低时，干燥收缩减小，而自身收缩增大。此外，两种收缩完成的时间也不一样。在模板拆除之前，混凝土的自身收缩几乎已经产生；而干燥收缩，除了未盖且暴露面很大的地面以外，许多构件的干缩都发生在拆模以后。在大体积混凝土里，即使水灰比并不低，自身收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到一起，就会使裂缝迅速扩展。
五、防止和控制措施
混凝土在多种不样条件下的开裂有着很多因素，并且一般是多因素影响的结果，当得知每种因素及影响机理后，就能够采取措施，将死或避免混凝土出现开裂。
1、材料
混凝土材料的科学选择是避免并控制裂缝的关键条件.为了减小水化热，能选用中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥.降低水泥用量，可使水化热变小，使混凝土的拉应力大大变小.掺入粉煤灰的百分数就是温度和水化热降低的百分数.缓凝剂可减慢混凝土放热的速率，有利于热量消散.减水剂可在水灰比不变时减少水和水泥用量，降低水化热。膨胀剂能够补偿混凝土的自生收缩，产生一定的预压应力，抵消结构由于收缩产生的拉应力.值得关注的是，膨胀剂当应用在闸墩最下边有外部作用力的地方，关注每个地方混凝土膨胀变形的适应性，防止里面膨胀比表面膨胀大的状况出现.还有，尤其注意混凝土科学配合比的设置。
2、温度约束
首先做的要降低混凝土的入仓温度，让新拌混凝土的温度被约束在6度上下。在高温期搅拌时，能够加入冰片替换一些水对混凝土冷却.浇筑时最好在春天与秋天，避免在夏天午间过热时和冬天做.对运输混凝土的工具作出遮阳和降温；在这要减小里外温差，里层温度上升和外面温度减小共同作用会让温度梯度有所增加.需要的话，在混凝土内部设置冷却水管，用地下水于人工冷却水进行人工导热，降低混凝土的内部温度.但是，对于表层混凝土需进行隔热处理，来协调表层温度减小的速度，使内外温差有所减小.
3、施工方法与技术
为了增大混凝土的运输效率，现在多选用泵送混凝土.因为泵送混凝土需要流动性大，大量运用水泥，水灰比不小，粗骨料粒径不大，水化热温升高，不难出现收缩裂缝.因此当浇筑闸墩混凝土时，为了避免裂缝出现，最好不用泵送混凝土.由于泵送混凝土施工速度快，能顾用于受作用力很小的闸墩上边，而最下边选用常态混凝土。
六、结束语
综上所述，本文所提到的水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术的研究工作，希望可以对水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术的发展提供参考价值。随着水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术的不断开展，对水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术的研究工作也将成为保障水利工程闸墩裂缝的成因及预防技术的重要工作。
参考文献：
[1]戴亚飞，符国兵.水利工程闸墩裂缝的成因及预防措施[J].水利建设与管理.2012（15）：24-29+49.
[2]张清华.水利工程中水闸闸墩裂缝的成因及防治措施探讨[J].中国新技术新产品.2010（09）：183-185.
[3]文敏.水闸闸墩裂缝的成因及预防措施[J].中国新技术新产品.2012（14）：277-278.