渠道衬砌混凝土板常见问题及分析
- 格式:doc
- 大小:26.50 KB
- 文档页数:7
渠道衬砌混凝土裂缝分析与处理1 引言南水北调中线工程渠道衬砌采用C20W6F150素混凝土,衬砌机衬砌施工,渠底混凝土厚度为8cm、边坡混凝土厚度为10cm。
横缝每12m设一道通缝、中间4m间隔采用切缝,切缝深度7cm,纵缝以4m左右设一道切缝,切缝深度为6~7cm,渠底中间设一道通缝。
渠道11标地处河北省新乐市,渠道全长4.9km,全部为土渠段,地质岩性多为黄土状壤土、砂壤土、沙砾等。
渠段内地下水的类型主要为孔隙水,主要赋存于第四系全新统的砂土及砾卵石含水层中,地下水埋深一般10~25m,多属潜水。
地下水与地表水联系紧密,具有较强或强的富水性和强透水性,部分具中等透水性。
渠段内冻土为季节性冻土,冻土厚度0.78~0.88m。
混凝土下采用复合土工膜加强防渗,土质基础铺设聚苯乙烯泡沫塑料板保温防冻。
2 渠道混凝土裂缝的出现至2007年11月底已衬砌渠道3.5km, 2008年1月5日检查,渠道左、右边坡、渠底出现裂缝共计53处;2008年2月3日再次检查,渠道左、右边坡、渠底裂缝增加到183处,其中渠左、渠底裂缝比前期数量大量增加,渠底裂缝大部分位于渠底低洼积水处,同时这些部位出现混凝土表皮脱落;部分混凝土板隆起,最大隆起高度40mm。
裂缝出现的时间及部位见下表。
3 渠道混凝土裂缝成因分析从表中裂缝出现的时间、部位、形状和裂缝发生的环境条件分析,结合有关资料,笔者将引起裂缝的原因归结为两类:3.1基础冻涨引起的裂缝3.1.1基础冻涨的原因基础冻涨是由于在负温天气下,基础土质中的水结冰造成基础体积膨胀,当膨胀达到混凝土抗折强度极限时,导致混凝土板断裂,基础冻涨必须具备负温和一定的含水量两个主要因素。
据气象统计资料显示,一月是当地全年最冷的月份,月平均气温为-2.8℃,冻土厚度达0.78~0.88m。
2008年12月至1月最低气温达-8℃,平均负温天气持续近一个月。
根据基础含水量测定,砂土层含水量5.7~8.7%,土层含水量12.5~14.2%,砂层含水量5.6~6.2%,很明显壤土层含水量偏高,正是由于这两个主要因素的存在造成了基础冻涨。
渠道混凝土衬砌滑坡破坏原因分析及应对措施摘要:随着社会经济发展水平的提高,水利工程基本建设规模也在不断扩大,渠道衬砌结构混凝土裂缝日益增多。
为了保证衬砌结构的稳定性满足实际要求,有必要找出混凝土裂缝的原因,制定特殊可行的预防措施。
在此基础上,分析了渠道衬砌混凝土裂缝的形成因素,并提出了防止混凝土裂缝的处理措施,以供参考。
关键词:渠道混凝土;衬砌滑坡;破坏原因;应对措施在灌区连续施工和节水技术改造过程中,华南地区对渠道三面进行混凝土防渗工作是一种常见的工程管理措施,节水工作效果可以明显,但在实际应用中往往容易产生防渗山体滑坡或裂缝[1]。
分析了影响企业渠道混凝土防渗体施工滑坡或破裂的主要经济原因,给出了企业重要渠道混凝土防渗体工程滑坡破坏的对策。
1灌区概况1958年10月,松桃水利枢纽开始修建。
到1969年,水库重点建设工程基本完成,上三条干渠全部开挖。
每年,它在灌溉、防洪和发电方面发挥着重要作用。
松桃灌区属地建设面积5866平方公里,占全省耕地总量的17.3%。
灌区内有海口、儋州两市和澄迈、临高、白沙三县,最终规模为13.67hm2,松涛水库是松涛灌区的主要水源。
从渠首引水后,干渠北行6.68公里。
分为东西输水渠道,向东西灌区供水。
干渠、东干渠、西干渠(天堂之上的区段)、9条支渠、2条供水渠,总长444公里。
其中,总干渠6.68公里,东干渠123.67公里,西干渠(天堂以上河段)25.22公里,智纳大风庵沟25公里。
主渠道、戽斗渠道和分渠道共931条,总长1933公里。
南岔电厂位于主起点附近,鹤庆、五角电厂位于东干渠上,鹤舍区有四座电厂,分别是鹤舍、杨桐、跃进、加来。
为提高渠水利用系数,实现节水目的,自20世纪90年代初以来,松桃灌区对干渠内坡6.68公里、东渠87公里、大瑶山副渠5.82公里、浮山支渠14.2公里、浮山副渠23.2公里实施了水泥三面屋面渗漏设计[3]。
无论从工程建设质量还是工程建设效益来看,都取得了良好的效果:为海南省社会主义农村现代化和农村经济结构调整奠定了良好的基础,促进了灌区农业经济结构调整和社会主义新农村建设工程的开展,灌区农村生产状况明显改善。
渠道混凝土衬砌裂缝产生原因及防治措施摘要:对渠道混凝土衬砌裂缝产生的原因进行了分析并提出了衬砌混凝土裂缝的防治措施。
关键词:衬砌混凝土,裂缝,施工,防治1 引言渠道混凝土衬砌在施工过程和使用过程中会经常出现裂缝,它不仅影响渠道的美观,也会影响渠道使用性能和使用寿命。
本文根据实践经验分析了衬砌混凝土裂缝产生的原因,并提出了防治措施。
2 裂缝产生的原因混凝土是一种以砂石骨料、水泥、水及其他外加材料按适当比例配合,经过均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人工石材。
造成渠道衬砌混凝土裂缝的原因很多,主要有坡基的不均匀沉降,衬砌混凝土的温度应力、干缩、材料、配合比及施工方法等。
沉陷裂缝是由于地基土质不均、开挖坡基扰动或浸水造成的地基不均匀沉降所致。
在挖渠时对坡基原状土的扰动致使坡基土密实度达不到要求,且回填难度较大,均匀性差,难以承受衬砌混凝土的压力,造成混凝土板沉陷扭曲、移位甚至坍塌。
此类裂缝多为贯穿性裂缝,较大的沉陷裂缝有一定的错位。
温度应力裂缝的成因较为复杂,基本的成因是混凝土浇筑后,水泥与水反应产生水化热,使得混凝土板内部温度不断升高,而外界气温不断变化,相邻部位的混凝土由于温度和温降的不同而造成温差,由此产生温度应力,当温度应力超过混凝土的极限抗拉强度时,就产生温度应力裂缝。
干缩裂缝主要是混凝土表面失水或者自身收缩的原因而形成的裂缝。
另外烈日暴晒,混凝土收缩值大以及现场养护措施不到位,也会致使混凝土早期脱水,引起收缩裂缝。
在现场浇捣混凝土时,振捣方法不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。
3 根据实践经验着重谈一下渠道衬砌混凝土裂缝防治措施3.1严格控制渠道土方的填筑质量预防沉降裂缝必须做好渠道基础的处理,遇到不符合设计要求的软弱地基必须经处理达到要求后方可进行下一道工序的施工。
在回填土之前,一定要清除带有树根、杂草、垃圾、废渣等不适合填筑的杂土,严格控制土块粒径。
渠道衬砌中常见问题及维护措施【摘要】随着社会的进步和农业方面的发展,农业灌区的建设也受到了国家以及省级水利主管部门的关注,灌区的配套工程建设如渠道等开始受到更多的重视。
近年来,不少渠道在衬砌中出现多种多样的问题,其中灌区输水渠道修建维护和更新改造要解决两个首要问题分别为抗冻和防渗,另外还有渗漏、垮塌、破损等也是比较常见的几个问题,这些都给渠道的正常使用带来了很大的影响,并且也存在一定的安全隐患。
本文主要探讨了渠道衬砌中渠道塌陷破坏、渠道冻胀破坏以及渗漏垮堤破坏这三种常见的问题及其相应的维护措施。
【关键词】渠道;常见问题;维护措施引言渠道衬砌是一种普遍的工程措施,它的形式有几十种,从不同的角度,其分类的标准不同,从施工方法和结构设计来看,主要有预制混凝土板、现场浇注混凝土、铺设防水卷材以及浆砌石块等;从使用衬砌材料上来看,主要有沥青油毡、塑料薄膜、片石、卵石、混凝土、防水布、沥青砂浆土工膜等;从使用冻胀变形的角度来看,主要有柔性和刚性这两种。
研究表明,如果渠道没有衬砌,那么将会有30%~60%的渠道引水在渠道输水过程中通过渗漏损失。
从目前我国渠道建设情况来看,渠道没有防渗衬砌的工程大约占60%以上,渠系水利用系数平均不到0.5。
而我国农业用水占我国用水总量的50%以上,其中每年通过灌溉渠道渗漏损失的水量占总用水量的1/3左右,约为165亿m3,可见灌溉用水浪费非常严重。
1、渠道塌陷破坏及其维护措施1.1发生的原因填方渠道上经常会发生塌陷破坏现象,这主要是因为,由于渠道地势较高,干湿适中,并且会丛生很多杂草,如果遇到停水的月份,就会有一些爱打洞的田鼠到渠道衬砌板下面做窝,并且他们可能会啃噬土工布,从而导致衬砌板发生塌陷、跑水或者漏水。
还有一些人会在这里放牧羊群或者牛群,踏踩渠道板,踩落渠道板造成跑水。
另外,人为的偷窃是造成渠道无基础的主要原因,这会对渠道造成冲蚀渗漏破坏。
1.2维护措施首先可在入秋前组织人对杂草进行清除,这样不仅可以避免田鼠到渠道衬砌板下面打洞,同时还可以避免放牧行为造成的损坏,而清理的杂草还可以作为牲畜的饲料。
混凝土衬砌施工中的质量缺陷及处理方法混凝土衬砌施工中易产生的质量缺陷及处理方法摘要:由于衬砌面板具有表面积大、厚度薄、无配筋的特点属于薄壁混凝土因而容易产生裂缝、平整度差、冻蚀、衬砌板空鼓等质量问题。
本文通过分析缺陷产生的成因结合衬砌面板的施工工序研究各施工工序中容易产生质量缺陷的地方避免和减少衬砌质量问题的发生以及在发生质量问题后相应的处理方法。
关键词:衬砌、质量、裂缝、冻蚀、平整度、衬砌板空鼓、原因、处理方法一.成因分析 1、裂缝①.由于温度的变化产生的裂缝。
混凝土衬砌终凝前未能及时养护受到风吹日晒表面游离水分蒸发过快混凝土强度不够不能抵抗这种应力而产生裂缝。
② 混凝土浇筑基面垫层未压实、填方预沉降不够、软弱夹层未处理因而形成裂缝。
③混凝土厚度变化较大基面平整度较差、复合土工膜褶皱等。
④混凝土由于水分的变化产生的裂缝混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形程度不同受天气影响表面水分损失过快变形较大内部湿度变化小变形小产生较大的拉应力而产生裂缝。
⑤混凝土衬砌切缝不及时。
⑥混凝土养护不到位。
⑦混凝土质量不达标。
2、冻蚀①混凝土过振引起混凝土离析、泌水、粉煤灰浆过多被提取到表面对混凝土抗冻融能力产生影响。
②混凝土浇筑成型后保温防护未到位混凝土在临界值之前受冻导致表层强度偏低。
③混凝土抹面时的泌水使表面水灰比增大。
泌水时混凝土过早抹面引起水分在密闭表面下聚集从而导致破裂、剥落和分层。
④混凝土浇筑后收面时机欠佳。
收面过早混凝土表面析出水分水分蒸发后留下空洞影响表层砂浆强度。
抹光过早有时会阻断泌水通道在抹光压实层形成泌水层在经历冻融后表层被破坏造成起皮、剥离;收面过晚对已形成的混凝土结构产生扰动对混凝土抗冻能力产生不利影响导致混凝土抗冻融能力变差。
⑤工人在施工中为了便于收光、抹面在混凝土表层随意洒水人为放大了混凝土表面水胶比降低了表面砂浆强度导致混凝土表层起皮、起砂现象。
⑥混凝土表面泌水、雨季施工未及时覆盖导致表面积水工人随意撒水泥灰处理。
渠道衬砌混凝土板常见问题及分析摘要:混凝土预制板在河道衬砌中广泛应用,但是由于混凝土预制板厚度不均匀,极易发生断裂、沉陷等一系列问题。
经过实践经验,本文介绍了衬砌板常见问题的解决方法,并总结出混凝土预制板勾缝砂浆的裂缝处理方法。
关键词:河道衬砌混凝土预制板裂缝
混凝土防渗渠道按施工方式可分为现场浇筑和预制混凝土板两种形式,预制混凝土板造价低,而且施工方便,周期也短,在渠道衬砌中得到了广泛的应用。
我国衬砌用混凝土板厚度一般在3.5cm~10.0cm之间,混凝土板厚度较薄,施工中及运行中混凝土板都易损坏。
一、混凝土板破坏类型
渠道混凝土面板破坏的类型大致可分为以下三种: 第一种是混凝土板角部垂直对角线方向的裂缝甚至裂,或在板中部出现平行短边的裂缝,由于面水泥沙浆相对较多,不易发现,在相对粗的板底可见此裂缝。
脱模时由于模具充分填实成真空且混凝土板与模具四边粘连,造成板部位不能同时脱离模具,形成裂缝或断角。
第二种是混凝土面板破裂、翘起、滑落或严重的渠道边坡塌陷,在此类破坏过程中,混凝土本身的强度、抗冻、抗渗等指标改变很小,或没有发生改变,仅是混凝土面板的整体结构受到破坏,这种破坏我们称之为冻胀破坏。
第三种情况是混凝土面板表面受到侵蚀,主要是混凝土与土壤
水中的酸类、盐类等发生化学反应,然后慢慢地由外向内发展,最后导致局部或整个混凝土板酥松,直到混凝土完全失去强度,我们称之为渠道混凝土面板的侵蚀破坏。
几种破坏形式虽不相同,但最后都将导致渠道节水功能的下降。
另外,随着渠道断面输水糙率不断变大,渠道的过水能力也会大大降低严重的会导致整个渠道丧失输水功能。
因此,在存在冻胀土的寒冷地区以及地下水对混凝土具有侵蚀性的地区,渠道防渗设计如果对以上问题考虑不足,势必会影响到整个工程效益的发挥,从而造成国家财产的损失。
二、混凝土板破坏原因及各因素之间的相互关系
渠道混凝土面板发生冻胀破坏的原因是渠基土发生冻胀。
渠基土的冻胀与以下几个因素有关:一是寒冷地区的气温长期低于0℃;二是基土中存在冻结的主体———水分;三是基土的物理性质,如基土中的颗粒成分较多等。
我们知道,渠基土中含有土壤水,这些土壤水主要是由土粒子间填充的自由水和吸附在粒子周围的束缚水组成,自由水的多少与粒子间空隙的大小有关,束缚水的多少与土粒子总的表面积有关。
对渠道混凝土面板基土来说,因为其多为夯实土,粒子间隙小,所以其含水量的大小主要与粒子周围的束缚水有关。
而束缚水的多少又与基土的性质有关,即土质组成颗粒越细,其颗粒的比面积就越大(比面积为1 g土体中所有土颗粒的表面积之和),粒子所吸附的水分(也就是基土的含水量)就越多。
这样当气温长时间处于0ºc 以下时,基土中的水分就会结冰,根据水在结冰时体积增大0.09倍
的性质,基土的体积也将增大,这将给其上面的混凝土面板以向上
的推力,如果该力足够大将引起混凝土面板在该力方向上的位移,
或使板体本身发生破裂、翘起滑落,严重的将导致渠道边坡塌陷。
因为在不同土颗粒表面吸附水之间存在着电位差,当气温长时
间低于0ºc时,在该电位差和毛管水表面张力的共同作用下,土颗粒表层的活跃水分子将会顺着温度梯度方向,向土壤水冻结峰面迁移,如果基土水份有充足的补给源,基土冻结锋面将会产生更
为严重的冻胀。
因为常规冻胀量一般为原来体积的10% ~50%,而在水份迁移的情况下,冻结锋面上的冻胀量可达到原来体积的数倍。
在重力作用下,冻土水分垂直迁移以及毛细管水上升高度都有一定的范围,该范围的大小与土质有关。
理论分析和工程实践证明,粒径>0.1mm的基土,因其所含水份较少,在其结冰时产生的膨胀力较小,不足以对面板产生破坏;当基土粒径在0.1~0.05mm时,破坏较大,而当粒径在0.05~0.0002mm时,基土冻胀破坏最强。
三、渠道混凝土板修复方法
预制混凝土板砌筑多采用水泥砂浆缝。
面板防渗渠道的砂浆填缝一般有以下缺点:①砂浆强度低;②施工挤压不实;③不能与混凝土板紧密结合,勾缝的砂浆容易脱落,有的从勾缝中长出了杂草,甚至有些小型填方渠道衬砌完后,试水时发生垮渠等破坏情况,能保
持完好的工程基本很少。
造成原因,除了其他因素外,笔者认为衬砌部分勾缝的漏水是主要的原因。
为了保证工程质量,建议对混凝土预制板改用方形或长方形,块的大小应便于施工为宜;但是为了防
止混凝土预制板产生通缝,可以将混凝土预制板做成正六边形的形状。
混凝土板的以厚度8~10 cm为好,面板厚度太小时,板容易产生裂缝或者被破坏;面板厚度太大时,会增加投资。
混凝土板缝用高标号混凝土填充,人工机械均能施工,振捣出浆与混凝土板能紧密结合,使衬砌段形成整体,基本达到现浇的质量。
把旧混凝土冻胀隆起的部分压平后,在上面铺设保温板(聚苯保温板),然后铺一层塑料薄膜,砂浆找平后,铺筑混凝土板。
此种方法的优点是混凝土板可集中预制,混凝土质量易控制,集中铺砌,适应工程在干渠输水间隔期施工,工期短的要求。
缺点:混凝土板尺寸固定,难以适合渠道现状尺寸。
采用聚苯板对受冻害渠道进行防冻坏处理,经过实验是可行的。
两种方案中聚苯板的选择:①要选择重质聚苯板,
抗压强度不得<2 kg/cm2。
②聚苯板得厚度选择可以根据实际基础埋深与规定最小埋深之差选定。
一般为10:1,即:每10 cm埋深差,选1 cm厚保温板。
四、混凝土板勾缝裂缝的处理方法
(1)勾缝裂缝产生原因
预制混凝土板在铺砌完成后,勾缝前必须将勾缝表面清理干净,达到设计要求,如果混凝土板表面很脏,在勾缝时,勾缝砂浆或细粒混凝土,不能与混凝土板很好结合,在混凝土板与勾缝材料结合面之间产生一个隔层,且该隔层无任何强度,勾缝的砂浆或细粒混凝土凝固干燥收缩,在两者之间产生裂缝,且该裂缝由于受到温度
应力影响,裂缝通常是从渠顶至渠底纵向裂开,或出现横向一个分割段长度的横向裂缝。
如果勾缝细粒混凝土、砂浆配合比不当。
水泥用量多,水灰比大,干缩变形大,也容易产生裂缝。
因为对与工程用细粒混凝土和砂浆,其干缩变形与水泥用量,水灰比成正比关系,其水泥用量越多,干缩变形越厉害,就容易产生裂缝;水灰比大,干缩变形严重产生裂缝。
在进行勾缝工作时没有按设计要求及施工技术规范要求施工,对设计提供配合比控制不严,为了便于勾缝工作擅自改变水灰比,造成勾缝产生较大干缩变形,形成裂缝。
渠道勾缝工作完成后,没有及时进行养护,或者养护时间不够,造成所勾缝干燥快,形成干缩,发生收缩变形,产生裂缝。
(2)防止勾缝出现裂缝的措施
对需要勾缝部分,预制混凝土板应冲刷干净,缝宽缝深达到设计要求。
当渠道预制混凝土板铺筑完毕后,勾缝前必须对勾缝处认真检查清理,冲刷干净后,方准勾缝,使勾缝用混凝土或砂浆能够与混凝土板很好结合,保证渠道施工质量及其使用寿命。
施工中,严格控制勾缝砂浆、细粒混凝土水灰比和水泥用量,按设计提供配合比及规范施工。
勾缝震捣密实,减小干缩变形,防止勾缝产生裂缝。
勾缝用混凝土或砂浆强度等级应当与需勾缝混凝土板混凝土强度
等级尽量一致,或高于混凝土板强度,但不能低于需勾缝部位混凝土强度,保持勾缝材料收缩比一致,以避免产生裂缝。
勾缝前,应对勾缝部位采取降温措施,或勾缝时,在较低气温
条件下进行。
防渗渠道预制混凝土板铺筑完毕后,勾缝时,需保证勾缝施工部位温度不超过15℃。
采取降温措施,可用水冲洗降温或者选择早晨或傍晚前一段时间进行,确保勾缝质量,以保证勾缝细粒混凝土或勾缝部位温度过高,干燥太快,干缩变形大而产生裂缝。
砌混凝土板渠道防冻体夯填密实。
对预制混凝土板砌筑防渗渠道的防冻体,严格按设计要求及施工规范施工,保证垫层密实度达到设计要求,从而不致因施工原因造成渠道防冻体在运行使用时产生不均匀沉陷,造成勾缝产生裂缝,影响渠道使用。
勾缝工作完成后及时进行养护,保证养护时间达到规范要求,防止干缩变形过快而出现裂缝。
以上处理方法,在这几年的水利施工中,对混凝土质量问题进行处理时都采用过,取得了良好的效果。
参考文献:
[1]砌体结构设计规范[s],中国建筑工业出版社,2002.
[2]渠道防渗工程技术规范(sl18-91)[m].北京:水利电力出版社,1991.
[3]冯广志,周福国,季仁保.渠道防渗衬砌技术发展中的若干问题与建议[j].节水灌溉,2004(5)
[4]渠道防渗工程技术规范条文说明[s].sl18-91.
[5]曲洪彬,曲洪雷,曹春顶·混凝土渠道的设计与施工要点[j].黑龙江水利科技, 2006
[6]王秋茹,渠道防渗工程的冻胀破坏及防治措施[j].山西水土保持科技,2003。