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【摘 要】 荡茜河枢纽工程是太仓市治理七浦塘整治工程配套建筑物之一，是七浦塘河道与长江沟通的主要控制性建筑物。枢纽由由16+16m两孔通航节制闸和16×180×3.0m的船闸两部分组成。主要建筑物节制闸、船闸上下闸首、靠船墩、上下游翼墙等均为混凝土结构，混凝土工程量大、集中。对混凝土结构采取了裂缝的预控措施，对产生的表层裂缝进行了有效地处理，达到了良好的效果。
【关键词】 荡茜河枢纽；混凝土裂缝；预控；处理
1 工程概况
1.1概况
荡茜河枢纽工程是太仓市陽澄淀泖区治理七浦塘整治工程配套建筑物之一，位于长江堤防以西、改道后的荡茜河河线上，是七浦塘河道与长江沟通的主要控制性建筑物。枢纽工程由16+16m两孔通航节制闸和16×180×3.0m的船闸两部分组成。
节制闸工程主要由闸身结构（总净宽32m）、上下游翼墙、消力池及护底、护坡等组成；船闸工程主要由闸首结构（上下闸首净宽16m）、闸室结构（闸室净宽16m，长180m，分为10节，每节长18m）、输水系统、引航道、导航及靠船建筑物、闸门、启闭机械、电气控制设备和助航导航建筑物等组成。船闸上下游引航道长约为340m，其中导航段导航墙长39m，调顺段长58.75m，停泊段长240m，停泊段设靠船墩，上游13个，下游12个。
节制闸及船闸上下闸首均为钢筋混凝土坞式结构，升卧式平面钢闸门，配QPC系列卷扬启闭机；船闸闸室采用整体坞式结构，闸室输水为短廊道输水方式。
工程等别：II等。
工程级别：节制闸、船闸下闸首及下游翼墙为2级，其它主要建筑物为3级，次要及临时建筑物为4级。
通航标准：V级航道、300吨级；通航净空高度为5m。
防洪标准：100年一遇潮水位设计，300年一遇潮水位校核。
闸上公路桥总宽8m，设计荷载标准为公路II级。
1.2工程特点和施工难点
本工程施工的主要特点与难点：本工程工期紧、施工强度大，钢筋混凝土工程量大，工作面多，施工强度集中；船闸、节制闸相临并排布置，两个建筑物的施工相互影响，同时船闸、节制闸大体积砼工作量大、抗渗防裂要求高，以上均是本工程的主要特点亦是施工难点。
2 混凝土工程概况
2.1施工总体计划
钢筋混凝土工程的施工总体计划如下：
船闸砼工程：5月27日～11月19日
节制闸砼工程：5月22日～8月31日
2.2主要部位混凝土工程量
荡茜河枢纽工程主要部位混凝土情况表
序号 工程部位 单位 合同工程量
1 节制闸 m3 2818
2 船闸上下闸首 m3 4354
3 船闸闸室 m3 12933
4 上下游翼墙、导流墩 m3 5048
5 上下游靠船墩 m3 3268
6 消力池 m3 1878
7 公路桥 m3 1209
8 上下游护砌 m3 5385
9 钢筋砼铺盖、控制楼、台阶等 m3 1248
10 总计 m3 38141
2.3混凝土工程平面施工原则及顺序
施工中遵循先低后高，先主体后附属，各分部分项工程套搭施工的原则。
荡茜河枢纽工程总平面施工顺序为：
船闸上下闸首→节制闸→船闸闸室→上下游翼墙、导航墙→上下游靠船墩→消力池、上下游护砌，同时套搭进行公路桥及其它附属工程施工。
各单位工程平面施工顺序分述如下：
（1）船闸混凝土平面施工顺序为：上下闸首→闸室段→上下游翼墙、隔墩→上下游消力池、海漫。
（2）节制闸混凝土平面施工顺序为：闸身→上下游消力池、护底。
3 混凝土裂缝的预控措施
由上可知，荡茜河枢纽混凝土结构基本属大体积混凝土，且集中在5月到10月高温期间浇筑，混凝土在施工和养护期间极易产生裂缝。因此，参建各方对混凝土裂缝的问题十分重视，并召开了关于混凝土裂缝预防的专题会议，并在施工中采取了一系列预控措施。
3.1优化混凝土配合比设计。选用中低热水泥、线膨胀系数小的骨料、大粒径骨料、合理的骨料级配或掺加优质减水剂、粉煤灰等措施，减少水泥用量，降低水化热。
3.2低温拌和，拌和混凝土时掺入冰屑或把石子、砂子、拌和水和水泥的全部或部分预先进行冷却，以降低混凝土的浇筑温度。
3.3选择夜间低温时段浇筑，合理控制浇筑温度。
3.4采用通水冷却方法，降低混凝土内部温度。
3.5减少混凝土浇筑层厚度，利用浇筑层面散热。
3.6加强养护，选择合理的保温养护措施和时间，保持适宜的温度和温度条件，减少混凝土表面的热扩散，以减少内外温差。
3.7合理安排施工程序，避免施工缝间歇期过长，而产生温度裂缝。
3.8设计上每方混凝土中加入0.5kg的抗裂纤维，提高混凝土的抗压强度。
4 裂缝分析
尽管在施工前采取了一系列的预控措施，在施工过程中，还是发现在闸室墙墙身，上、下游翼墙墙身局部出现竖向细小裂缝。
4.1裂缝情况
裂缝主要位于墙长1/4～3/4之间，高度在底板以上、1/2墙高以下。经观测裂缝宽大于规范规定0.3mm的裂缝共计3条。统计结果如下：
裂缝编号 结构
部位 数量 缝宽
（mm） 长度
（m） 方向 底板浇筑日期 墙身浇筑日期 裂缝发现日期 1# 2#闸室直墙迎土面 1条 0.34 2.3 竖向 05.20 07.08 07.20
2# 6#闸室直墙迎土面 1条 0.34 1.5 竖向 06.12 08.14 08.25
3# 6#闸室直墙迎水面 1条 0.35 3.0 竖向 06.12 08.14 08.25
说明：水閘施工规范（SDJ20-78）规定水下区最大裂缝宽度不大于0.30mm。
小于规范裂缝共计33条。经检测均为表层裂缝。
4.2裂缝原因分析
4.2.1约束因素
闸室及翼墙墙身在底板浇筑间隔一段时间后再浇筑，受先浇底板的约束，先期施工混凝土（底板）约束了后期施工混凝土（墙身）的收缩应变，限制墙身自由变形而产生应力，应力过大则在其约束部位（临界面）以上出现裂缝。另闸墙与底板之间存在相对温差时，由于受到底板的约束，墙身上部墙高1/3范围内砼受压，底板向上至墙高2/3范围内砼受拉，越接近约束部位，拉应力越大，而导致裂缝的产生，从记录表可以看出裂缝均出现在底板与墙身连接处（-2.0m）以上，墙高1/2以下。
4.2.2温差因素
据记录表显示2#、4#、6#、8#闸室墙及上闸首第二节翼墙墙身出现裂缝较多，墙身砼施工均在7、8月份，1、5、7#闸室墙及上游第一节翼墙墙身出现裂缝较少（1～2条），墙身砼施工均在9月份。本工程位于长江岸边，昼夜温差较大。特别在7、8月份，白天平均气温均在30度左右，夜间温度较低。闸室墙施工大部分采用钢模板，其导热系数大，砼表面温度即与大气温度基本相同，夜间砼表面温度较低，而砼初期正值水泥水化热峰值期，加之砼浇筑不易避开中午高温阶段（墙身砼量大，且墙身较高，砼浇筑时上升速度不宜过快，正常墙身施工需18～24小时），砼入仓温度较高。而砼表面温度散发较快与内部温度较高易形成很陡的温度梯度，产生较大拉应力，而此时砼强度较低，而导致出现裂缝。另在砼降温阶段，由于内部砼与表面砼之间温差、砼收缩及两者叠加而产生的水平拉应力，在超过砼抗拉强度时而发生裂缝。
5 裂缝处理
据检测裂缝为表层裂缝，因此采用表面处理法施工。
5.1迎水面处理
采用环氧基液涂刷，施工时，首先用钢丝刷将砼表面打毛，清除裂缝周围表面附着物，用压力水冲洗后充分干燥，然后用树脂充填砼表面的气孔，最后涂刷环氧基液。涂刷时应避免气泡的产生。气泡产生后应轻轻涂抹将其排出。涂刷基液力求薄而均匀，对于凹凸不平难于涂刷的地方，反复多刷几次，确保表面被环氧浆液所湿润。涂刷时基液厚度不超过1mm。基液颜色与砼一致，以利美观。
5.2迎土面处理
用聚合物防水液采用“三液二布”（三遍聚合物防水液二层玻纤布）方式处理。
施工时先进行基面清理，方法同迎水面基面处理。然后涂刷基液，基液涂刷方法同迎水面施工，在基液涂刷完毕后，将无纺布卷成筒状，自一头开始粘贴，粘贴时保证其表面与基液完全粘合，无脱空现象。待涂刷的第一遍基液材料胶凝固化后，再在粘贴好的无纺布表面涂刷一层基液，要求涂刷薄而均匀平整，外观美观。按同样方法粘贴第二层无纺布和涂刷第三遍基液。
6 结束语
在水工建筑物大体积混凝土施工中普遍会遇到裂缝控制问题，裂缝产生的因素较多，在施工过程中采取一些裂缝预控措施，能有效地减少裂缝的产生。荡茜河枢纽工程中虽然个别结构部位出现了混凝土裂缝，施工方及时地发现并通过合理的处理措施，有效制止了裂缝的发展，没有影响水工建筑物的使用效果，达到预期的效果，为今后的类似工程提供了借鉴。
【关键词】 荡茜河枢纽；混凝土裂缝；预控；处理
1 工程概况
1.1概况
荡茜河枢纽工程是太仓市陽澄淀泖区治理七浦塘整治工程配套建筑物之一，位于长江堤防以西、改道后的荡茜河河线上，是七浦塘河道与长江沟通的主要控制性建筑物。枢纽工程由16+16m两孔通航节制闸和16×180×3.0m的船闸两部分组成。
节制闸工程主要由闸身结构（总净宽32m）、上下游翼墙、消力池及护底、护坡等组成；船闸工程主要由闸首结构（上下闸首净宽16m）、闸室结构（闸室净宽16m，长180m，分为10节，每节长18m）、输水系统、引航道、导航及靠船建筑物、闸门、启闭机械、电气控制设备和助航导航建筑物等组成。船闸上下游引航道长约为340m，其中导航段导航墙长39m，调顺段长58.75m，停泊段长240m，停泊段设靠船墩，上游13个，下游12个。
节制闸及船闸上下闸首均为钢筋混凝土坞式结构，升卧式平面钢闸门，配QPC系列卷扬启闭机；船闸闸室采用整体坞式结构，闸室输水为短廊道输水方式。
工程等别：II等。
工程级别：节制闸、船闸下闸首及下游翼墙为2级，其它主要建筑物为3级，次要及临时建筑物为4级。
通航标准：V级航道、300吨级；通航净空高度为5m。
防洪标准：100年一遇潮水位设计，300年一遇潮水位校核。
闸上公路桥总宽8m，设计荷载标准为公路II级。
1.2工程特点和施工难点
本工程施工的主要特点与难点：本工程工期紧、施工强度大，钢筋混凝土工程量大，工作面多，施工强度集中；船闸、节制闸相临并排布置，两个建筑物的施工相互影响，同时船闸、节制闸大体积砼工作量大、抗渗防裂要求高，以上均是本工程的主要特点亦是施工难点。
2 混凝土工程概况
2.1施工总体计划
钢筋混凝土工程的施工总体计划如下：
船闸砼工程：5月27日～11月19日
节制闸砼工程：5月22日～8月31日
2.2主要部位混凝土工程量
荡茜河枢纽工程主要部位混凝土情况表
序号 工程部位 单位 合同工程量
1 节制闸 m3 2818
2 船闸上下闸首 m3 4354
3 船闸闸室 m3 12933
4 上下游翼墙、导流墩 m3 5048
5 上下游靠船墩 m3 3268
6 消力池 m3 1878
7 公路桥 m3 1209
8 上下游护砌 m3 5385
9 钢筋砼铺盖、控制楼、台阶等 m3 1248
10 总计 m3 38141
2.3混凝土工程平面施工原则及顺序
施工中遵循先低后高，先主体后附属，各分部分项工程套搭施工的原则。
荡茜河枢纽工程总平面施工顺序为：
船闸上下闸首→节制闸→船闸闸室→上下游翼墙、导航墙→上下游靠船墩→消力池、上下游护砌，同时套搭进行公路桥及其它附属工程施工。
各单位工程平面施工顺序分述如下：
（1）船闸混凝土平面施工顺序为：上下闸首→闸室段→上下游翼墙、隔墩→上下游消力池、海漫。
（2）节制闸混凝土平面施工顺序为：闸身→上下游消力池、护底。
3 混凝土裂缝的预控措施
由上可知，荡茜河枢纽混凝土结构基本属大体积混凝土，且集中在5月到10月高温期间浇筑，混凝土在施工和养护期间极易产生裂缝。因此，参建各方对混凝土裂缝的问题十分重视，并召开了关于混凝土裂缝预防的专题会议，并在施工中采取了一系列预控措施。
3.1优化混凝土配合比设计。选用中低热水泥、线膨胀系数小的骨料、大粒径骨料、合理的骨料级配或掺加优质减水剂、粉煤灰等措施，减少水泥用量，降低水化热。
3.2低温拌和，拌和混凝土时掺入冰屑或把石子、砂子、拌和水和水泥的全部或部分预先进行冷却，以降低混凝土的浇筑温度。
3.3选择夜间低温时段浇筑，合理控制浇筑温度。
3.4采用通水冷却方法，降低混凝土内部温度。
3.5减少混凝土浇筑层厚度，利用浇筑层面散热。
3.6加强养护，选择合理的保温养护措施和时间，保持适宜的温度和温度条件，减少混凝土表面的热扩散，以减少内外温差。
3.7合理安排施工程序，避免施工缝间歇期过长，而产生温度裂缝。
3.8设计上每方混凝土中加入0.5kg的抗裂纤维，提高混凝土的抗压强度。
4 裂缝分析
尽管在施工前采取了一系列的预控措施，在施工过程中，还是发现在闸室墙墙身，上、下游翼墙墙身局部出现竖向细小裂缝。
4.1裂缝情况
裂缝主要位于墙长1/4～3/4之间，高度在底板以上、1/2墙高以下。经观测裂缝宽大于规范规定0.3mm的裂缝共计3条。统计结果如下：
裂缝编号 结构
部位 数量 缝宽
（mm） 长度
（m） 方向 底板浇筑日期 墙身浇筑日期 裂缝发现日期 1# 2#闸室直墙迎土面 1条 0.34 2.3 竖向 05.20 07.08 07.20
2# 6#闸室直墙迎土面 1条 0.34 1.5 竖向 06.12 08.14 08.25
3# 6#闸室直墙迎水面 1条 0.35 3.0 竖向 06.12 08.14 08.25
说明：水閘施工规范（SDJ20-78）规定水下区最大裂缝宽度不大于0.30mm。
小于规范裂缝共计33条。经检测均为表层裂缝。
4.2裂缝原因分析
4.2.1约束因素
闸室及翼墙墙身在底板浇筑间隔一段时间后再浇筑，受先浇底板的约束，先期施工混凝土（底板）约束了后期施工混凝土（墙身）的收缩应变，限制墙身自由变形而产生应力，应力过大则在其约束部位（临界面）以上出现裂缝。另闸墙与底板之间存在相对温差时，由于受到底板的约束，墙身上部墙高1/3范围内砼受压，底板向上至墙高2/3范围内砼受拉，越接近约束部位，拉应力越大，而导致裂缝的产生，从记录表可以看出裂缝均出现在底板与墙身连接处（-2.0m）以上，墙高1/2以下。
4.2.2温差因素
据记录表显示2#、4#、6#、8#闸室墙及上闸首第二节翼墙墙身出现裂缝较多，墙身砼施工均在7、8月份，1、5、7#闸室墙及上游第一节翼墙墙身出现裂缝较少（1～2条），墙身砼施工均在9月份。本工程位于长江岸边，昼夜温差较大。特别在7、8月份，白天平均气温均在30度左右，夜间温度较低。闸室墙施工大部分采用钢模板，其导热系数大，砼表面温度即与大气温度基本相同，夜间砼表面温度较低，而砼初期正值水泥水化热峰值期，加之砼浇筑不易避开中午高温阶段（墙身砼量大，且墙身较高，砼浇筑时上升速度不宜过快，正常墙身施工需18～24小时），砼入仓温度较高。而砼表面温度散发较快与内部温度较高易形成很陡的温度梯度，产生较大拉应力，而此时砼强度较低，而导致出现裂缝。另在砼降温阶段，由于内部砼与表面砼之间温差、砼收缩及两者叠加而产生的水平拉应力，在超过砼抗拉强度时而发生裂缝。
5 裂缝处理
据检测裂缝为表层裂缝，因此采用表面处理法施工。
5.1迎水面处理
采用环氧基液涂刷，施工时，首先用钢丝刷将砼表面打毛，清除裂缝周围表面附着物，用压力水冲洗后充分干燥，然后用树脂充填砼表面的气孔，最后涂刷环氧基液。涂刷时应避免气泡的产生。气泡产生后应轻轻涂抹将其排出。涂刷基液力求薄而均匀，对于凹凸不平难于涂刷的地方，反复多刷几次，确保表面被环氧浆液所湿润。涂刷时基液厚度不超过1mm。基液颜色与砼一致，以利美观。
5.2迎土面处理
用聚合物防水液采用“三液二布”（三遍聚合物防水液二层玻纤布）方式处理。
施工时先进行基面清理，方法同迎水面基面处理。然后涂刷基液，基液涂刷方法同迎水面施工，在基液涂刷完毕后，将无纺布卷成筒状，自一头开始粘贴，粘贴时保证其表面与基液完全粘合，无脱空现象。待涂刷的第一遍基液材料胶凝固化后，再在粘贴好的无纺布表面涂刷一层基液，要求涂刷薄而均匀平整，外观美观。按同样方法粘贴第二层无纺布和涂刷第三遍基液。
6 结束语
在水工建筑物大体积混凝土施工中普遍会遇到裂缝控制问题，裂缝产生的因素较多，在施工过程中采取一些裂缝预控措施，能有效地减少裂缝的产生。荡茜河枢纽工程中虽然个别结构部位出现了混凝土裂缝，施工方及时地发现并通过合理的处理措施，有效制止了裂缝的发展，没有影响水工建筑物的使用效果，达到预期的效果，为今后的类似工程提供了借鉴。