科技信息 ０建筑与工程ｏ ２０１０年第ｌ７期 某拦河闸底板裂缝原因分析及处理 张永红冯帅齐春友 （北京市京水建设工程有限责任公司 中国 北京１００１９３） 【摘要】某拦河闸，闸墩浇筑完成２个月之后出现裂缝，裂缝主要集中在闸室底板、消力池斜坡段及上游铺盖段。裂缝长度从１．５ｍ一８．８ｍ 不等，深度小于３０ｃｍ，宽度为Ｏ．２ｍｍ－－－０．４ｍｍ，未贯穿。混凝土底板裂缝的成因复杂，为了正确地选择处理方案，有效地进行裂缝处理，保证水工 建筑物持续稳定好。 地发挥其功能，我们认真分析了裂缝产生的原因，并采用化学灌浆及封闭法进行了处理，经钻芯取样证实裂缝处理效果良 【关键词】底板裂缝；原因分析；处理措施 １ 概况 该拦河闸等别为Ⅱ等，为大（２）型水闸，闸室为平底板开敞式结构 型式，采用闸桥合一布置。闸室共７孔，单孔净宽１２ｍ，闸孔总净宽 ８４ｍ，包括船闸、隔离墩，共９孔。闸室采用钢筋混凝土结构，共分三 联，从左至右分别为两孔一联、三孔一联、四孔一联，分缝处设止水。闸 底板顶面高程１５．７７ｍ，中墩、缝墩厚度均为１．６０ｍ，底板厚１．２０ｍ，闸室 底板最大分块长度为４０．８０ｍ。 基础处理采用清淤换填处理和振冲碎石桩。闸室底板采用微膨胀 ａ具有良好的亲水性能，浆液遇水后先分散乳化，进而凝胶固结， 具有独特的止水效果，是一种快速高效的防渗堵漏灌浆材料； ｂ可在潮湿或涌水情况下进行灌浆，对水质适应性强； ｃ固结体为弹性体，可遇水膨胀，具有弹性止水和以水止水的双 重功能； ｄ浆液配制、施工简便，固结体无毒害。 ３．１．２灌浆施工工艺 ： 为了保证灌浆效果，采用高压灌浆工艺灌注水溶性聚氨酯浆液， 灌浆压力控制在ｌＯ～１２ＭＰａ。 具体工艺过程如下： 在闸墩浇筑完成２个月后…３ ４ ５、６孔闸室底板出现裂缝．裂缝 ａ裂缝检测：采用裂缝显微镜、盒尺测定裂缝的宽度和长度，并进 为顺水流方向，属表面细微裂缝，长度为１．５ｍ～８．８ｍ不等，宽在 行记录，根据裂缝的尺寸计算理论灌浆量。 ０．２ｍｍ一０．４ｍｍ之间．最大裂缝深度为３０ｃＩＴＩ，未贯穿。 ｂ布设钻孔：根据裂缝宽度布设钻孔，钻孔间距一般控制在 混凝土浇筑，混凝土为Ｃ２５Ｆ１５Ｏｗ６。 ２裂缝原因分析 ３０ｃｍ～４０ｃｍ左右。 ｃ钻孔：采用电锤打斜孔，钻孔直径１４ｍｍ，深度１０ｃｍ～１５ｅｒａ，钻孔 大体积混凝土浇筑出现裂缝是水利工程中的常见问题，此次拦河 应穿越缝面。 闸闸室底板出现裂缝，经分析确定原因主要有如下三点： ｄ清孔：采用高压空气或高压水（０．３—０．４ＭＰａ）清理干净钻孔内的灰 ２．１地质条件 尘。 ｅ安装灌浆嘴：将灌浆嘴安装在钻孔内拧紧，以保证灌浆嘴与钻 桩处理，解决了承载力问题，但局部依然存在不均匀沉降问题，易引起 孔之间无空隙。防止漏浆。 底板的开裂： 拦河闸地基地质条件较差，虽经过清淤、砂砾料换填和振冲碎石 ｆ封缝：采用环氧腻子刮涂封缝，封逢宽度３ｅｒａ～４ｅｍ，封缝完成后， ２．２外界荷载 将裂缝附近混凝土表面清理干净。 闸室底板上作用外界荷载大且不相等，也是造成闸室底板受力不 ｇ配浆：应根据温度、浆液灌人量进行配浆，每次配浆量不宜太 均而产生开裂的原因。１０个闸墩由中问至两边自重依次减小，中间４＃ 多，随配随用。 闸室两侧的鲫、７｝ｆ闸墩自重最大。在闸墩浇筑完成２个月后，３…４ ５ ｈ灌浆：采用高压灌浆机进行灌浆处理，灌浆应从下至上或从一 ６＃孔闸室底板出现裂缝。经观察发现最大裂缝出现在４拌闸室底板两 端向另～端逐孔依次进行。为了保证浆液在裂缝内充分扩散和充填． 闸墩中间，其它闸室底板裂缝位置也在两闸墩中间，且裂缝宽度和长 灌浆压力控制在１０ＭＰａ～１２ＭＰａ范围内，由低向高逐渐上升，直至灌浆 度由中间向两边依次减小，裂缝走向为顺水流方向。 结束。记录灌浆压力、灌浆量等有关技术参数。 ２．３温度应力 ｉ灌浆结束的标准：当相邻灌浆嘴出浆或裂缝表面出浆时，保持压 在闸室底板混凝土浇筑过程中，虽采取了温度控制措施，防止出 力ｌｍｉｎ一２ｒａｉｎ即可结束本孔灌浆。 现混凝土内外温差过大，但在混凝土养护期间发现混凝土内部最大温 ｊ表面处理：灌浆结束７天后，去除灌浆嘴，将混凝土表面清理干 度曾达到５９℃。内外温差高达２Ｏ℃，导致混凝土内部应力大于混凝土 净后。用砂浆填补抹平，并将混凝土表面清理干净。 抗拉强度而在其表面产生裂缝。 ３－２封闭法处理 ３处理方法 低于０．２ｍｍ的细微裂缝采用表面封闭法进行处理。该方法适用于 浆材难以灌入的细而浅的裂缝、深度未达到钢筋表面的发丝裂缝、不 裂缝是水工混凝土建筑物最普遍、最常见的病害之一，严重的裂 漏水的裂缝、不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。拦河闸细微裂缝封 缝不仅危害建筑物的整体性和稳定性。还会产生大量的漏水而引发其 闭法采用水泥砂浆混合水溶性聚氨酯，在裂缝表面大面积涂刷，起到 它病害（如渗漏溶蚀、环境水的侵蚀、冻融破坏和钢筋锈蚀等）的产生 和发展，从而对水工混凝土建筑物的耐久性产生危害。本文所述拦河 闸底板裂缝虽在允许宽度范围内，不会对工程主体结构造成危害。但 若不及时处理，造成钢筋锈蚀，对工程的耐久性还是会有一定的影响， 鉴于工程的重要性和所使用环境，决定对于宽度大于０．２ｍｍ的裂缝采 取化学灌浆处理，小于０．２ｒａｍ的细微裂缝采取表面封闭法处理。 ３．１化学灌浆处理 防渗堵漏，封闭裂缝的作用。 ４处理效果 经灌浆处理。所有裂缝均已灌浆密实，无漏灌、少灌现象。裂缝处 理完成后，依照方案，对裂缝处理进行了检查验收。通过钻芯取样检 验，可见到浆液灌注饱和、裂缝灌注完全。同时对处理效果进行了第三 方检测，检测报告表明：裂缝处理效果良好，达到了灌浆的要求。 ３．１．１化学灌浆材料的选择 化学灌浆材料包括环氧灌浆材料、水溶性聚氨酯灌浆材料、甲凝、 ５结语 丙烯酰氨及丙烯酸盐等．结合工程实际情况，本次裂缝处理采用水溶 性聚氨酯灌浆材料进行处理。 水溶性聚氨酯灌浆材料的主要特点： ５．１混凝土开裂是水工建筑物最普遍、最常见的病害之一，也是目前 诸多学者和工程界广泛关注的一个重要问题。通过以上分析可知，在． 同一个工程中，引起混凝土开裂的原因可能是多方面ｆ下转第３７１页） ３１５ 科技信息 ０环保论坛ｏ ２０１０年第１７期 ４．５加强宣传，提高人民环保意识加强对环境保护重要性的宣传， 提高人民环保意识，让群众自觉使用公共交通工具，不购买尾气排放 ３．５含铅化合物 汽车尾气排放的含铅颗粒大部分来自内燃机的废 量不达标的汽车，坚决不购买、制造含铅、低质油料。 气排放。四乙铅是作为抗爆剂加进汽油中的，一般汽油的含铅量在 ０．０８％～０．１３％之问，四乙铅燃烧后生成氧化铅排出。铅主要作用于神 ５结束语 经系统、造血系统、消化系统和肝、肾等器官。铅能抑制血红蛋白的合 城市规划与建设应把降低交通噪声和尾气污染作为一项指标，从 成代谢过程，还能直接作用于成熟的红细胞。经由呼吸系统进入人体 的铅粒，颗粒较大者能吸附于呼吸道的粘液上，混于痰中而吐出；颗粒 土地合理使用、建筑布局等方面考虑。合理使用土地，注意生活区与主 较小者，便沉积于肺的深部组织，它们几乎全被吸收。铅在人体内各器 要交通运输干线相隔离，注意道路沿线公共设施的设置，尽量布局一 官中积累到一定程度，会对人的心脏、肺等造成损害，使人贫血，行为 些噪声标准要求不高的设施，如商店、娱乐场所等。合理布局建筑物，呆傻，智力下降，注意力不集中，严重的还可能导致不育症以及高血 能够减少交通噪声。主要交通运输道路尽量设在城市外围，减少噪声 压。根据进入身体的方式．可以有高达６０％的摄入总铅量永久留在人 和尾气对城市居民生活的侵袭；并且在道路两旁种植树木及设置绿化 带，达到吸尘减噪的目的，控制污染进入城市。另外，城市绿化能起降 体内．成年人血液中混入０．８ｍｇ以上称为铅中毒。 含铅汽油经燃烧后，８５％左右的铅排人大气中造成铅污染。铅氧 低噪声的作用．一般认为经３Ｏｍ绿化带后，交通噪声可以降低４ｄＢＡ，化物不仅对人体有害，它还会吸附在汽车尾气催化净化器的催化剂表 在５０ｍ绿化带后，噪声可以降低１０ｄＢＡ。从树种来看，树冠矮的乔木 面上，对催化剂产生“毒害”，明显地缩短尾气催化净化装置的寿命，是 比树冠高的乔木降噪效果好。阔叶树种比针叶树好。城市绿化也具有 汽车尾气催化净化装置要解决的难题之一。２Ｏ世纪４ｏ年代以来．通 美化环境、调节气候、杀菌等方面的综合功能。过汽车燃烧排人大气中的铅已达数百万吨，成为一种公认的全球性污 ［责任编辑：翟成粱］ 染。 呼吸道有强烈刺激，可引起支气管细胞损害，嗅觉阚值为０Ａ８～４．１ｍｇ。 ３＿３碳氢化合物汽车尾气的碳氢化合物来自三种排放源。对一般 ４汽车尾气污染的防治 汽油发动机来说。约６０％的碳氢化合物来自内燃机废气排放２Ｏ％一 ４．１控制汽车的数量在许多大中城市中，汽车的数量实际已经“超 ２５％来自曲轴箱的泄漏，其余的１５％～２０％来自燃料系统的蒸发。甲烷 载”。政府可以用宏观调控的方法提高汽车的价格，适当减少汽车的购 是窒息性气体，其嗅觉阈值是１４２．８ｍｇ，只有高浓度时才对人体健康造 买量，促进小型制造汽车的企业的转产，把汽车的数量控制在生态平 成危害。乙烯、丙烯和乙炔则主要是对植物造成伤害，使路边的树木不 衡允许的范围内。同时要使公共汽车、地铁等公共交通工具迅速发展 能正常生长。苯是无色类似汽油味的气体，可引起食欲不振、体重减 起来。工程运输车辆定点定时通过市区运输，同时必须保证车况良好， 轻、易倦、头晕、头痛、呕吐、失眠、粘膜出血等症状，也可引起血液变 噪声及废气排放量不得超标，把污染控制在最低限度。 化，红血球减少，出现贫血，还可导致白血病。其嗅觉阚值１６．２９ｒａｇ，对 ４．２严格把关，提高油料质量到２１世纪初，世界大多数城市都已 人体健康有影响的阈值３４．８ｍｇ。汽车尾气中还含有多环芳烃，虽然含 禁止使用含铅汽油。要提高汽车尾气污染物排放标准，严格把关，不能 量很低，但由于多环芳烃含有多种致癌物质（如苯丙芘）而引起人们的 让未达到标准的油料流人市场。 关注。 ４．３技术加快采用先进的汽车尾气处理技术，对不符合尾气排放 ３．４醛汽车尾气排放的醛类以甲醛为主．占６０％～７Ｏ％。甲醛是有 标准的汽车进行淘汰或改造。 刺激性的气体，对眼睛有刺激性作用，也会刺激呼吸道，嗅觉阈值为 ４．４新能源推广以天然气为燃料的燃气汽车。并对燃气汽车进行 ０．０６—１．２ｍｇ，高浓度时会引起咳嗽、胸痛、恶心和呕吐。乙醛属低毒性 改造，解决其存在的发动机动了性能下降、储气瓶占用空间大等问题。 物质，高浓度时有麻醉作用。丙烯醛是一种辛辣刺激性气体，对眼睛和 （上接第３１５页）的，要想经济、有效地阻止裂缝的发展，必须认真分析 裂缝产生的原因，并结合工程实际，合理地选择处理方法，才能达到理 想的效果。 【参考文献】 ［１］谢石．澧南闸裂缝成因及加固方案优化研究．河海大学研究生论文，２００６ ２１陈炽峰．浅议水闸施工期的温控防裂．广东水利水电，２００８，１：７４—７５． ５．２目前，处理混凝土裂缝的方法主要包括：灌浆法、嵌填法、表面封 ［闭法，而灌浆法是应用最广泛也是最有效的裂缝处理方法，尤其是水 ［责任编辑：张慧］ 工建筑或地下洞室的漏水处理，显示出独特的优越性 ｌ （上接第３５７页Ｊ变电站的不断发展，要求综合系统在功能上具有可开 暂态浪涌干扰。为确保综合系统的可靠性、对于分散式结构的系统最 发性。 好用光纤联接各分散单元。系统在投运前，必须首先进行各种抗干扰 ３．３系统可靠性要求 性能实验。 系统可靠性主要包括两个方面，即构成系统的硬件和软件。对于 ４结束语 硬件的可靠性，可以用设备的平均故障间隔时间ＭＴＢＦ及故障前平均 运行时间Ｍ１ＴＩＦ以及设备的冗余度等指标来衡量。要求各设备本身具 变电站的安全可靠运行．除要求全所设备状态良好外还需保持通 有足够的可靠性及冗余度。在任何情况下，应确保可靠执行综合系统 信畅通，以确保集控站、调度对变电站的时时监控。变电站综合自动化 的主要功能。至于软件的可靠性，是要求系统对软件故障具有较强检 在我国尚属一门新兴技术。经过广大电力科研工作者的不懈努力，已 出能力、较高的响应速度、及合理的处理方式。 在此技术领域积累了不少宝贵的经验。随着我国经济技术的迅速发 ３．４操作和维护的要求 展，变电站综合自动化必将日趋成熟和完善。高自动化水平的变电站 操作和维护简单、方便性，是运行人员对综合系统的普遍要求。综 以及电力系统自动化管理将为加速我国的经济建设起到巨大的推动 合系统的操作控制设计应尽可能简单明了。即便运行人员不懂计算机 专业知识，经过短期的训练，也应能熟练地进行操作。另外，系统故障后 的维修问题，要求在软件设计上使系统的自诊断功能完善，且要求元件 作者简介：姜伟（１９７６一），男，黑龙江齐齐哈尔人，齐齐哈尔电业局继电保 检修和更换方便简捷。 护所调试员，东北电力学院电力系统厦其自动化专业本科毕业。 ３．５系统抗干扰性能要求 ［责任编辑：王静］ 系统必须具有较强的抗干扰性能。在高压变电站内，扰乱综合系 统正常工作的干扰因素主要有：电磁干扰、射频干扰以及各种传导性 作用。ｅ ３７１