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摘 要：对北疆某渠道工程机械化衬砌施工过程中混凝土裂缝产生的原因进行分析，并采取控制措施，對高温、气候干燥、大风环境条件下混凝土机械化衬砌施工起到一定指导和参考作用。
关键词：渠道；机械化衬砌；混凝土；裂缝；分析；措施
中图分类号：TV544 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）12-0233-01
引言
北疆某渠道工程在新疆首次采用斜坡混凝土衬砌机机械化衬砌施工，由于北疆地区气候干燥，蒸发量大，大风天气多，昼夜温差大，对薄壁混凝土的施工及施工完成后的混凝土养护均提出了很高的要求。
1 工程气象条件
施工地点位于大陆性北温带及寒温带气候地区，地域范围内，气候相对干燥，春天和秋天持续的时间相对较短。显著的气候特点就是：冬季气温低，属于酷寒；夏季白天和晚间气温差异大，气温不够均衡，整个年度的气候差异变化较大，气候整体属于干燥性质，风沙大。一般年平均气温在5℃左右，最高气温可以达到40℃，最低气温可以达到-49℃，年平均降水量一般在150mm左右，年平均蒸发量1619.5mm，多年平均风速3.7m/s，最大风速32.1m/s。施工期主要在4月下旬至10月中旬。
2 衬砌混凝土裂缝分析
经过施工总结，机械化衬砌混凝土裂缝的产生主要集中表现为以下形式：建基面出现不均匀沉降造成裂缝的出现和产生、混凝土配合比不够合理造成的裂缝、混凝土伸缩造成的裂缝，表面以及内部的伸缩不一致或后期养护到位造成裂缝的出现，以及其他人为因素造成裂缝的出现等，其中养护不到位产生的裂缝为裂缝产生的主要形式。
本工程衬砌混凝土属薄壁混凝土，厚度为100mm。 自2010年9月开始进行衬砌施工至2013年9月份衬砌施工完成，我们将产生裂缝的原因进行统计分析及采取的控制方法介绍如下：
2.1 混凝土配合比不当产生的裂缝及采取的应对措施
本工程使用普通硅酸盐PO42.5水泥，配制混凝土强度为C20，如只考虑混凝土强度，配合比不当，易产生裂缝。另外，如混凝土中水灰比过大在混凝土初凝过程中也容易产生干缩裂缝。
结合具体施工环境以及地域的气候条件特点，同时进行反复的试验论证，最终确定在混凝土中掺加粉煤灰的办法，这样能够实现水泥用量的节约，同时能够将水化热削弱，并提高混凝土的和易性。由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，从而减少水泥用量，降低混凝土的热胀；因为粉煤灰的颗粒相对比较细小，这样有更多的界面参加二次反应，同时在混合分散的过程中能够实现比较均匀的分散在混凝土之中。粉煤灰中的火山灰进一步发生反应能够将混凝土的整体内部结构进行改善，使得混凝土的整个空隙存在比例降低，将一些不能避免的孔结构进行细化，这样能够分布更加匀称科学，使得硬化完成后混凝土的结构更加密实，相应收缩值也减少；同时，为了降低水灰比，采取在混凝土中添加NF-2型高效减水剂，减少水的添加量。施工时，将混凝土的塌落度控制在在7～9cm之间。
2.2 混凝土切割不及时影响正常伸缩产生的裂缝及采取的应对措施
混凝土衬砌施工结束后，如果切割时间过早，混凝土在切割过程中会出现崩裂，影响美观；如果切割时间过晚，混凝土由于自身的伸缩，会产生伸缩裂缝。根据现场实际情况，当混凝土的强度在4～6MPa时进行切缝能够有效控制伸缩裂缝的产生。施工时，根据天气情况及时进行切割时间的调整，但对同一天内完成的衬砌施工段落从开始切割至切割结束时间不宜超过8h。
2.3 表面干缩产生的裂缝及采取的应对措施
2.3.1 大风天气产生裂缝及应对措施
施工地域春秋季节大风天气较多，这样混凝土的水分流失就比较快，如果风较大的话，混凝土收光没有完成时表面就会急速失水导致外表面干燥，这样就很容易出现表面的收缩造成裂缝的出现。衬砌施工时，混凝土抹面机与衬砌机共用同一行进轨道，采用抹盘抹面，桁架悬挂电动抹光机，沿衬砌面往返抹面，在进行第1轮抹面处理时，混凝土表面还比较绵软，最好从坡脚到坡顶逐步推进。第2次抹面的时间要与第一次之间最少间隔20～40min，同时要结合具体的施工温度情况进行合理的调整。第2次机械抹面后人工使用抹刀收光两次，使混凝土表面光滑、无磨痕。并及时覆盖一布一膜或避开4级以上大风天气施工，按照上述方法施工可以有效控制此类裂缝发生。
2.4 养护方法不当产生的裂缝及采取的应对措施
当前，国内对于混凝土的养护有很多方式与方法，如果使用方法不当或操作失误就会使混凝土出现收缩开裂的情况，养护是造成问题的重要因素之一。混凝土浇筑表面如果没有及时覆盖处理就会造成水分的快速丧失，这样就可能出现裂缝。尤其是在北疆特殊的气候条件下，当地的温度相对较高、日晒时间相对也长、湿度不足、风速较高，上述情况的综合作用，更容易出现混凝土的干裂收缩。在实际的施工操作过程中，很多时候浇筑混凝土完成以后，很少能够做到及时的覆盖保护和处理。通常情况下，会等到最后抹面工序处理完成之后才进行覆盖养护，并且采用的养护方法不够科学，不能很好的保证混凝土的养护湿度。所以，出现裂缝的问题很难避免。我单位施工前期现场发现此类裂缝较多。
解决办法：通过现场养护方法的不断尝试，本工程确定最经济、科学的养护方法如下：分阶段综合养护方法。使用的主要养护材料有一布一膜复合土工膜（塑膜0.4mm厚，布为250g/m2短丝无纺土工布），打孔PVC管（Φ90mm），打孔软塑管（Φ30mm），水箱等。
3 结语
通过我单位施工的北疆某渠道工程混凝土机械衬砌施工中遇到的实际情况对裂缝问题进行了初步分析，尤其是克服北疆地区冬季寒冷、夏季炎热、多风、昼夜温差大、空气干燥等特殊的施工环境，对于裂缝的处理要注意对不同原因造成的裂缝采取科学合理的针对措施与方法。并在施工过程中对一些方式与方法进行改进与提升，能够对裂缝问题进行更加有效的控制。并且在施工过程中，也要不断的采取措施和改进方法，对于裂缝问题进行有效的预防和避免。
关键词：渠道；机械化衬砌；混凝土；裂缝；分析；措施
中图分类号：TV544 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）12-0233-01
引言
北疆某渠道工程在新疆首次采用斜坡混凝土衬砌机机械化衬砌施工，由于北疆地区气候干燥，蒸发量大，大风天气多，昼夜温差大，对薄壁混凝土的施工及施工完成后的混凝土养护均提出了很高的要求。
1 工程气象条件
施工地点位于大陆性北温带及寒温带气候地区，地域范围内，气候相对干燥，春天和秋天持续的时间相对较短。显著的气候特点就是：冬季气温低，属于酷寒；夏季白天和晚间气温差异大，气温不够均衡，整个年度的气候差异变化较大，气候整体属于干燥性质，风沙大。一般年平均气温在5℃左右，最高气温可以达到40℃，最低气温可以达到-49℃，年平均降水量一般在150mm左右，年平均蒸发量1619.5mm，多年平均风速3.7m/s，最大风速32.1m/s。施工期主要在4月下旬至10月中旬。
2 衬砌混凝土裂缝分析
经过施工总结，机械化衬砌混凝土裂缝的产生主要集中表现为以下形式：建基面出现不均匀沉降造成裂缝的出现和产生、混凝土配合比不够合理造成的裂缝、混凝土伸缩造成的裂缝，表面以及内部的伸缩不一致或后期养护到位造成裂缝的出现，以及其他人为因素造成裂缝的出现等，其中养护不到位产生的裂缝为裂缝产生的主要形式。
本工程衬砌混凝土属薄壁混凝土，厚度为100mm。 自2010年9月开始进行衬砌施工至2013年9月份衬砌施工完成，我们将产生裂缝的原因进行统计分析及采取的控制方法介绍如下：
2.1 混凝土配合比不当产生的裂缝及采取的应对措施
本工程使用普通硅酸盐PO42.5水泥，配制混凝土强度为C20，如只考虑混凝土强度，配合比不当，易产生裂缝。另外，如混凝土中水灰比过大在混凝土初凝过程中也容易产生干缩裂缝。
结合具体施工环境以及地域的气候条件特点，同时进行反复的试验论证，最终确定在混凝土中掺加粉煤灰的办法，这样能够实现水泥用量的节约，同时能够将水化热削弱，并提高混凝土的和易性。由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，从而减少水泥用量，降低混凝土的热胀；因为粉煤灰的颗粒相对比较细小，这样有更多的界面参加二次反应，同时在混合分散的过程中能够实现比较均匀的分散在混凝土之中。粉煤灰中的火山灰进一步发生反应能够将混凝土的整体内部结构进行改善，使得混凝土的整个空隙存在比例降低，将一些不能避免的孔结构进行细化，这样能够分布更加匀称科学，使得硬化完成后混凝土的结构更加密实，相应收缩值也减少；同时，为了降低水灰比，采取在混凝土中添加NF-2型高效减水剂，减少水的添加量。施工时，将混凝土的塌落度控制在在7～9cm之间。
2.2 混凝土切割不及时影响正常伸缩产生的裂缝及采取的应对措施
混凝土衬砌施工结束后，如果切割时间过早，混凝土在切割过程中会出现崩裂，影响美观；如果切割时间过晚，混凝土由于自身的伸缩，会产生伸缩裂缝。根据现场实际情况，当混凝土的强度在4～6MPa时进行切缝能够有效控制伸缩裂缝的产生。施工时，根据天气情况及时进行切割时间的调整，但对同一天内完成的衬砌施工段落从开始切割至切割结束时间不宜超过8h。
2.3 表面干缩产生的裂缝及采取的应对措施
2.3.1 大风天气产生裂缝及应对措施
施工地域春秋季节大风天气较多，这样混凝土的水分流失就比较快，如果风较大的话，混凝土收光没有完成时表面就会急速失水导致外表面干燥，这样就很容易出现表面的收缩造成裂缝的出现。衬砌施工时，混凝土抹面机与衬砌机共用同一行进轨道，采用抹盘抹面，桁架悬挂电动抹光机，沿衬砌面往返抹面，在进行第1轮抹面处理时，混凝土表面还比较绵软，最好从坡脚到坡顶逐步推进。第2次抹面的时间要与第一次之间最少间隔20～40min，同时要结合具体的施工温度情况进行合理的调整。第2次机械抹面后人工使用抹刀收光两次，使混凝土表面光滑、无磨痕。并及时覆盖一布一膜或避开4级以上大风天气施工，按照上述方法施工可以有效控制此类裂缝发生。
2.4 养护方法不当产生的裂缝及采取的应对措施
当前，国内对于混凝土的养护有很多方式与方法，如果使用方法不当或操作失误就会使混凝土出现收缩开裂的情况，养护是造成问题的重要因素之一。混凝土浇筑表面如果没有及时覆盖处理就会造成水分的快速丧失，这样就可能出现裂缝。尤其是在北疆特殊的气候条件下，当地的温度相对较高、日晒时间相对也长、湿度不足、风速较高，上述情况的综合作用，更容易出现混凝土的干裂收缩。在实际的施工操作过程中，很多时候浇筑混凝土完成以后，很少能够做到及时的覆盖保护和处理。通常情况下，会等到最后抹面工序处理完成之后才进行覆盖养护，并且采用的养护方法不够科学，不能很好的保证混凝土的养护湿度。所以，出现裂缝的问题很难避免。我单位施工前期现场发现此类裂缝较多。
解决办法：通过现场养护方法的不断尝试，本工程确定最经济、科学的养护方法如下：分阶段综合养护方法。使用的主要养护材料有一布一膜复合土工膜（塑膜0.4mm厚，布为250g/m2短丝无纺土工布），打孔PVC管（Φ90mm），打孔软塑管（Φ30mm），水箱等。
3 结语
通过我单位施工的北疆某渠道工程混凝土机械衬砌施工中遇到的实际情况对裂缝问题进行了初步分析，尤其是克服北疆地区冬季寒冷、夏季炎热、多风、昼夜温差大、空气干燥等特殊的施工环境，对于裂缝的处理要注意对不同原因造成的裂缝采取科学合理的针对措施与方法。并在施工过程中对一些方式与方法进行改进与提升，能够对裂缝问题进行更加有效的控制。并且在施工过程中，也要不断的采取措施和改进方法，对于裂缝问题进行有效的预防和避免。