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摘要：混凝土裂缝是施工中常见的缺陷之一，且裂缝产生的原因很多，结合某工程渠道衬砌混凝土机械化施工特点，对混凝土裂缝采取了针对性的预防措施，使渠道混凝土衬砌质量得到保证，为以后的渠道混凝土施工提供了经验。
关键词：水利工程；衬砌；混凝土裂缝；控制措施
1工程概况
该水利工程渠底底宽8m，渠底纵坡为1/10000，两侧边坡坡比为1：2.25。该标段渠道衬砌施工主要由保温板（厚20mm）、土工膜（厚0.5mm）、纤维混凝土板（厚100mm）组成。纤维混凝土要求为C20W6F150一级配，聚丙烯合成纤维掺量为0.9kg/m3，保证率为95%，总含碱量不大于2.5kg/m3。该标段衬砌施工设备主要采用SCFM05-II型振动滑模衬砌机。
2工程难点分析
2.1衬砌混凝土工程特点
渠道衬砌为超长、超宽薄壁素混凝土结构，混凝土表面易失水开裂。
2.2基层情况
渠道边坡坡度较大，混凝土坍落度过大，振捣时混凝土料会塌落。坍落度过小，则无法振捣出浆。
2.3技术要求
建设单位要求衬砌混凝土面层避免出现肉眼可见裂缝。通过事先调查分析大面积薄壁混凝土结构产生裂缝的多种因素，本着预防为主的原则，从结构设计方面、混凝土原料选择、配合比设计、混凝土施工方法选择、热工计算、混凝土养护等方面进行考虑，制定了相应的解决方案、方法。
3混凝土裂缝类型与原因分析
3.1沉降裂縫
沉降裂缝常见于渠底，主要是由于结构地基不密实、不均匀，填筑量压实度不足，地基产生不均匀沉降而导致，主要集中在齿槽与底板、坡脚结合部位，一般为与
地面垂直或呈30°～45°角的较大的贯穿性沉降裂缝，往往上下或左右有一定的错距。
3.2 温升裂缝
温升裂缝与混凝土塑性裂缝几近同时产生，浇筑完成初期，浇筑完的混凝土表面温度与内部温度温差过大，混凝土温升较快；衬砌混凝土比表面积较大，水分损失较快，极易出现温升裂缝。裂缝走向无一定规律，纵横交错，一般多平行于短边；表面裂缝一般出现在施工期间，进深裂缝或贯穿裂缝一般出现在混凝土浇筑后 2～3 个月。原因是振捣不密实，弹性模量过低。
3.3塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝常出现在混凝土表面，形状规则，长短不一，互不连贯，裂缝较浅。塑性收缩是由于混凝土在终凝前表面失水过快，造成混凝土体积中水分过快散失，使得混凝土的强度不能抵抗这种应力而产生裂缝。
衬砌混凝土在浇筑过程中振捣质量差，衬砌板下基础或垫料过于干燥而不洒水湿润、干热或大风天气下混凝土衬砌板成型后养护不及时等，易产生塑性收缩裂缝。
4 混凝土板裂缝预防与控制措施
为了防止混凝土产生裂缝，在分析了混凝土裂缝成因后，针对出现裂缝的不同原因，在采取有针对性的措施后可有效地预防及控制混凝土板面产生裂缝，从而保证混凝土施工质量、使用寿命及功能。
4.1控制基础处理
工程北岸III标所承接的渠道主要为高填方渠道，即为在地面基础以上填筑较高的大堤，以形成通水的渠道。渠道大堤的密实度将直接影响到后期混凝土板的稳定性，不管是前期的大堤填筑压实还是后期的削坡整平处理，若处理不当，都将可能造成混凝土裂缝。
大堤在填筑前需先根据选择的土料进行压实生产性试验，确定单层铺设厚度、压实遍数、土料含水率、超填宽度范围等；后期的削坡处理不仅要控制好大面平整度，还应处理好出现超挖的凹槽、坑回填。
按照进行的大堤压实试验，确定土料松铺厚度为35cm，振动碾压10遍（20t振动碾），控制土料含水率为15.3%～19.3%超出设计体型边线的压实宽度不小于30cm，压实度的检测工作重点应集中在大堤边线附近。
渠坡土方削坡一般分为机械粗削和人工精削。机械粗削一般采用反铲挖掘机进行，一般预留10cm的保护层（通常情况下，将钢板焊接在挖掘机斗齿上，以抱住斗齿）；人工精削则使用人工配合削坡机的方法进行，削坡机进行大堤坡面大面精削，人工辅以铁锹对各条带错台线进行精细处理，同时配备靠尺进行检查。
4.2混凝土拌制过程控制
衬砌混凝土的拌制应严格按照混凝土配合比通知料单进行计量投料，并定期校正拌和设备及称量设备。按照不同季节、天气情况提前做好砂石料含水率的检测控制，以便及时调整配合比中掺人的水量。
按照所配置拌和楼的生产能力，确定各掺入料的计量数量；同时，严格控制水灰比、坍落度的检测，尤其是要随时对坍落度进行抽查。按照设计的纤维混凝土（一级配），并结合施工经验，纤维混凝土的拌制时间应控制在1.5～2min，混凝土坍落度为4～6cm。
为了控制混凝土出机口、到达现场时的坍落度，应根据季节、天气的不同进行调整，具体为春、秋季节将混凝土出机口的坍落度控制在6cm左右，可保证混凝土输送到现场的坍落度在4～5cm。
4.3衬砌混凝土施工过程优化控制
不同温度条件下混凝土的运输时间需要严格控制，避免出现混凝土还未卸料就凝固的现象。按照施工经验，5～18℃时混凝土运输时间不得超过1.75h，19～28℃时混凝土运输时间不得超过1.5h，29～33℃时混凝土运输时间不得超过1.25h。
混凝土衬砌中，混凝土坍落度、浇筑时段选择、衬砌速度及振捣时间都是影响混凝土成型后质量的重要因素。对于混凝土坍落度、浇筑时段的选择，可按照3.3节进行；对于混凝土衬砌机行进速度、振捣棒振捣时间，则根据选择的SCFM05-II型振动滑模衬砌机性能，将衬砌机一次布料移动宽度控制在50cm，振捣时间控制在5s。
4.4伸缩缝切缝
由于机械化衬砌施工为连续作业，其纵向、横向伸缩缝在施工过程中难以进行预留，因此混凝土板在衬砌完成后要及时进行切割。切缝的作用是使内应力在切缝处产生应力集中，从而使裂缝在切缝处出现。混凝土板切缝施工是机械化衬砌施工中重要的一环，如不加强控制，极易产生裂缝。
伸缩缝切缝分为横向通缝（垂直水流方向）、横向半缝和纵向半缝（顺水流方向），分缝单元块尺寸为4m×4m，并在靠近渠道坡脚的部位设置一道诱导缝（距离渠底500mm），而后自此缝向坡肩每隔4m分缝。横向通缝与横向半缝间隔布置，纵向均为半缝；横向通缝宽20mm、深90mm，横向半缝宽l0mm、深75mm，纵向半缝宽10mm、深50mm。
当混凝土板强度达到1～5MPa时，就可以使用切割机进行切缝施工。切缝施工应根据不同施工季节及温度情况灵活掌握，因为切缝过早将使得粗骨料从砂浆中脱离，切缝就破损残缺、不整齐；切缝过晚，内部应力已经产生，如果产生的拉应力大于混凝土容许值，混凝土板就会开裂，形成裂缝。
混凝土强度增长快，切缝时间就要提前；温差大，切缝时间也要提前。切缝时间一般遵循的原则是“能切就切，宁早勿晚”。同时，混凝土板切缝应按照横向通缝（垂直水流）、横向半缝、纵向半缝（顺水流）的顺序进行切割。
考虑到横向通缝、半缝，纵向半缝深度和宽度各不相同，在采用相同刀片进行切割时，若控制不当，将可能切破土工膜，造成质量事故。考虑到上述因素，切割机所用的刀片均需要特别定制，若切割横向通缝，则定制宽度为20mm、刀片有效半径控制在95mm，横向半缝刀片定制宽度为l0mm、刀片有效半径控制在80mm，纵向半缝刀片定制宽度为l0mm、刀片有效半径控制在55mm。
5结语
实践证明，在施工中采取积极的预防及控制措施，对减少混凝土衬砌板裂缝的产生是非常有效的，也是保证建筑物安全、稳定地工作的前提。
参考文献：
[1]牛尚峰.浅析渠道衬砌混凝土裂缝的成因及控制要点[J].中国新技术新产品. 2012（02）
关键词：水利工程；衬砌；混凝土裂缝；控制措施
1工程概况
该水利工程渠底底宽8m，渠底纵坡为1/10000，两侧边坡坡比为1：2.25。该标段渠道衬砌施工主要由保温板（厚20mm）、土工膜（厚0.5mm）、纤维混凝土板（厚100mm）组成。纤维混凝土要求为C20W6F150一级配，聚丙烯合成纤维掺量为0.9kg/m3，保证率为95%，总含碱量不大于2.5kg/m3。该标段衬砌施工设备主要采用SCFM05-II型振动滑模衬砌机。
2工程难点分析
2.1衬砌混凝土工程特点
渠道衬砌为超长、超宽薄壁素混凝土结构，混凝土表面易失水开裂。
2.2基层情况
渠道边坡坡度较大，混凝土坍落度过大，振捣时混凝土料会塌落。坍落度过小，则无法振捣出浆。
2.3技术要求
建设单位要求衬砌混凝土面层避免出现肉眼可见裂缝。通过事先调查分析大面积薄壁混凝土结构产生裂缝的多种因素，本着预防为主的原则，从结构设计方面、混凝土原料选择、配合比设计、混凝土施工方法选择、热工计算、混凝土养护等方面进行考虑，制定了相应的解决方案、方法。
3混凝土裂缝类型与原因分析
3.1沉降裂縫
沉降裂缝常见于渠底，主要是由于结构地基不密实、不均匀，填筑量压实度不足，地基产生不均匀沉降而导致，主要集中在齿槽与底板、坡脚结合部位，一般为与
地面垂直或呈30°～45°角的较大的贯穿性沉降裂缝，往往上下或左右有一定的错距。
3.2 温升裂缝
温升裂缝与混凝土塑性裂缝几近同时产生，浇筑完成初期，浇筑完的混凝土表面温度与内部温度温差过大，混凝土温升较快；衬砌混凝土比表面积较大，水分损失较快，极易出现温升裂缝。裂缝走向无一定规律，纵横交错，一般多平行于短边；表面裂缝一般出现在施工期间，进深裂缝或贯穿裂缝一般出现在混凝土浇筑后 2～3 个月。原因是振捣不密实，弹性模量过低。
3.3塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝常出现在混凝土表面，形状规则，长短不一，互不连贯，裂缝较浅。塑性收缩是由于混凝土在终凝前表面失水过快，造成混凝土体积中水分过快散失，使得混凝土的强度不能抵抗这种应力而产生裂缝。
衬砌混凝土在浇筑过程中振捣质量差，衬砌板下基础或垫料过于干燥而不洒水湿润、干热或大风天气下混凝土衬砌板成型后养护不及时等，易产生塑性收缩裂缝。
4 混凝土板裂缝预防与控制措施
为了防止混凝土产生裂缝，在分析了混凝土裂缝成因后，针对出现裂缝的不同原因，在采取有针对性的措施后可有效地预防及控制混凝土板面产生裂缝，从而保证混凝土施工质量、使用寿命及功能。
4.1控制基础处理
工程北岸III标所承接的渠道主要为高填方渠道，即为在地面基础以上填筑较高的大堤，以形成通水的渠道。渠道大堤的密实度将直接影响到后期混凝土板的稳定性，不管是前期的大堤填筑压实还是后期的削坡整平处理，若处理不当，都将可能造成混凝土裂缝。
大堤在填筑前需先根据选择的土料进行压实生产性试验，确定单层铺设厚度、压实遍数、土料含水率、超填宽度范围等；后期的削坡处理不仅要控制好大面平整度，还应处理好出现超挖的凹槽、坑回填。
按照进行的大堤压实试验，确定土料松铺厚度为35cm，振动碾压10遍（20t振动碾），控制土料含水率为15.3%～19.3%超出设计体型边线的压实宽度不小于30cm，压实度的检测工作重点应集中在大堤边线附近。
渠坡土方削坡一般分为机械粗削和人工精削。机械粗削一般采用反铲挖掘机进行，一般预留10cm的保护层（通常情况下，将钢板焊接在挖掘机斗齿上，以抱住斗齿）；人工精削则使用人工配合削坡机的方法进行，削坡机进行大堤坡面大面精削，人工辅以铁锹对各条带错台线进行精细处理，同时配备靠尺进行检查。
4.2混凝土拌制过程控制
衬砌混凝土的拌制应严格按照混凝土配合比通知料单进行计量投料，并定期校正拌和设备及称量设备。按照不同季节、天气情况提前做好砂石料含水率的检测控制，以便及时调整配合比中掺人的水量。
按照所配置拌和楼的生产能力，确定各掺入料的计量数量；同时，严格控制水灰比、坍落度的检测，尤其是要随时对坍落度进行抽查。按照设计的纤维混凝土（一级配），并结合施工经验，纤维混凝土的拌制时间应控制在1.5～2min，混凝土坍落度为4～6cm。
为了控制混凝土出机口、到达现场时的坍落度，应根据季节、天气的不同进行调整，具体为春、秋季节将混凝土出机口的坍落度控制在6cm左右，可保证混凝土输送到现场的坍落度在4～5cm。
4.3衬砌混凝土施工过程优化控制
不同温度条件下混凝土的运输时间需要严格控制，避免出现混凝土还未卸料就凝固的现象。按照施工经验，5～18℃时混凝土运输时间不得超过1.75h，19～28℃时混凝土运输时间不得超过1.5h，29～33℃时混凝土运输时间不得超过1.25h。
混凝土衬砌中，混凝土坍落度、浇筑时段选择、衬砌速度及振捣时间都是影响混凝土成型后质量的重要因素。对于混凝土坍落度、浇筑时段的选择，可按照3.3节进行；对于混凝土衬砌机行进速度、振捣棒振捣时间，则根据选择的SCFM05-II型振动滑模衬砌机性能，将衬砌机一次布料移动宽度控制在50cm，振捣时间控制在5s。
4.4伸缩缝切缝
由于机械化衬砌施工为连续作业，其纵向、横向伸缩缝在施工过程中难以进行预留，因此混凝土板在衬砌完成后要及时进行切割。切缝的作用是使内应力在切缝处产生应力集中，从而使裂缝在切缝处出现。混凝土板切缝施工是机械化衬砌施工中重要的一环，如不加强控制，极易产生裂缝。
伸缩缝切缝分为横向通缝（垂直水流方向）、横向半缝和纵向半缝（顺水流方向），分缝单元块尺寸为4m×4m，并在靠近渠道坡脚的部位设置一道诱导缝（距离渠底500mm），而后自此缝向坡肩每隔4m分缝。横向通缝与横向半缝间隔布置，纵向均为半缝；横向通缝宽20mm、深90mm，横向半缝宽l0mm、深75mm，纵向半缝宽10mm、深50mm。
当混凝土板强度达到1～5MPa时，就可以使用切割机进行切缝施工。切缝施工应根据不同施工季节及温度情况灵活掌握，因为切缝过早将使得粗骨料从砂浆中脱离，切缝就破损残缺、不整齐；切缝过晚，内部应力已经产生，如果产生的拉应力大于混凝土容许值，混凝土板就会开裂，形成裂缝。
混凝土强度增长快，切缝时间就要提前；温差大，切缝时间也要提前。切缝时间一般遵循的原则是“能切就切，宁早勿晚”。同时，混凝土板切缝应按照横向通缝（垂直水流）、横向半缝、纵向半缝（顺水流）的顺序进行切割。
考虑到横向通缝、半缝，纵向半缝深度和宽度各不相同，在采用相同刀片进行切割时，若控制不当，将可能切破土工膜，造成质量事故。考虑到上述因素，切割机所用的刀片均需要特别定制，若切割横向通缝，则定制宽度为20mm、刀片有效半径控制在95mm，横向半缝刀片定制宽度为l0mm、刀片有效半径控制在80mm，纵向半缝刀片定制宽度为l0mm、刀片有效半径控制在55mm。
5结语
实践证明，在施工中采取积极的预防及控制措施，对减少混凝土衬砌板裂缝的产生是非常有效的，也是保证建筑物安全、稳定地工作的前提。
参考文献：
[1]牛尚峰.浅析渠道衬砌混凝土裂缝的成因及控制要点[J].中国新技术新产品. 2012（02）