徐子堃

（新疆伊犁河流域开发建设管理局 乌鲁木齐 830000）

1 工程简述

1.1 工程概况

北疆地区某河拦河引水枢纽由南向北依次由南岸进水闸（3孔，每孔净宽7m）、拦河闸（分泄洪冲沙闸、泄洪闸共10孔，每孔净宽12m）、鱼道和北岸进水闸（3孔，每孔净宽7m）组成。其中，泄洪冲沙闸及泄洪闸底板纵向长度为23m，厚度为1.5m，齿墙部位深3m，泄洪冲沙闸底板宽度为27.9m（2孔），泄洪闸底板宽度为43.4m（3孔）。闸底板混凝土采用C25泵送混凝土，底板面层20cm采用C60硅粉混凝土。拦河闸中墩厚1.5m，边墩厚1.2m，高7m，长23m；进水闸中墩厚1.5m，边墩厚1.2m，高5.8m,长20m。水闸底板基础面处于砂砾石弱风化层内，为第四系砂砾石及半胶结砂砾岩，允许承载力为400～450kPa。该层具有遇水泥化、失水崩解，强度降低的特点。

1.2 工程施工情况

闸室基础采用机械开挖，预留50cm保护层人工开挖。人工开挖过程中，通过采取各种措施，确保基面干燥、无泥化。

闸墩混凝土浇筑采用C25混凝土，用25t吊车吊罐配合溜桶入仓，仓面每2.5～3.0m设置1个溜桶，现场检测坍落度及含气量均合格。闸墩混凝土浇筑时间普遍在16h左右，其中缝墩浇筑时间在21h左右，南、北岸进水闸闸墩混凝土浇筑时间在20h左右。

闸墩混凝土浇筑于2007年9月6日浇筑第一仓，至2007年10月14日全部浇筑完成（1号边墩于2007年9月6日下午开仓，于9月12日上午浇筑完成；13号边墩于2007年10月14日开仓，当天浇筑完成。至此全部闸墩浇筑完毕）。

底板混凝土采用C25泵送混凝土，于2007年7月9日开始第一仓混凝土浇筑，至2007年8月18日完成最后一块底板混凝土浇筑（1号闸底板于2007年7月9日上午11∶25分开始浇筑,于7月13日凌晨4：00结束；4号闸底板于2007年8月16日下午16：20开始浇筑,于8月18日上午10：40分结束。至此全部底板混凝土浇筑完成）。冲沙闸底板顺水流方向23m、垂直水流方向27.9m，泄洪闸底板顺水流方向23m，垂直水流方向42.4m；以顺水流方向布料，浇筑顺序从左向右。泄洪冲沙闸底板浇筑时间分别为42h、88h，泄洪闸底板混凝土浇筑时间分别为52h、60h。

监理对原材料钢筋、水泥及混凝土浇筑过程中间产品等按批次进行了见证取样，经专业部门鉴定，取样均合格。整个混凝土浇筑过程在受控、有序、规范的情况下进行。

2 裂缝检测成果

2.1 枢纽工程裂缝情况简介

2007年10月，在工程现场的质量检查工作中首先发现部分闸墩裂缝，至同年11月，全部闸墩均出现裂缝，2008年又发现部分水闸底板出现裂缝。

2.2 分布特点

经过对枢纽工程底板及闸墩裂缝位置和裂缝情况的实地勘测，裂缝按以下特点分布：

a.拦河闸闸墩及底板混凝土裂缝主要集中分布于桩号 0＋014～0＋016附近，分居牛腿上、下游（牛腿桩号为 0＋014.05～0＋015.90）。

进水闸闸墩混凝土裂缝集中分布于桩号0＋012.7～0＋016.4处，分居牛腿上、下游（牛腿桩号为0＋012.05～0＋014.14）；

b.裂缝分布情况为闸墩南侧多、北侧少（南侧为向阳侧，北侧为背阴侧）。拦河闸闸墩南侧共有裂缝20条，占拦河闸闸墩裂缝总数的62.5%；北侧12条，占拦河闸闸墩裂缝总数的37.5%。

进水闸闸墩向阳侧出现裂缝4条，占进水闸裂缝总数的57.1%；背阴侧出现3条，占进水闸裂缝总数的42.9%。

c.闸墩裂缝均为竖向分布，裂缝宽度小于0.1mm，局部达到0.2mm，左右大致对称，部分裂缝延伸到顶，此种裂缝在高程679.500m均呈冠状发育（墩顶高程为682.000m）。

d.闸底板裂缝均分布于闸室工作门底坎的下游侧，多为南北走向分布，个别闸墩呈东西走向分布。

e.闸底板左起1号闸孔裂缝较宽，约0.5mm；其他出现裂缝的底板裂缝宽度均不大于0.2mm，个别为0.3mm。

f.通过参建各方联合对闸墩及底板裂缝部位采用φ75取芯机进行钻孔取样的结果显示：虽然芯样混凝土致密、完整、无缺陷，据取芯处所断钢筋显示：钢筋完好，无锈蚀。

2009年6月19日，新疆水利水电工程质量检测中心对1号、3号、4号闸墩右侧及4号闸墩左侧裂缝（抽样原则：选择缝宽较大、延伸较长、具有代表性的裂缝进行抽检）进行声波检测，检测后出具的闸墩裂缝声波法检测报告认定：闸墩裂缝均为表面裂缝，裂缝影响深度为62～249mm。

3 裂缝产生的诱因分析

a.根据裂缝产生情况，温度变化区（向阳侧）产生的裂缝远多于背阴侧。故不排除因受温度和湿度变化的影响，在温度应力的影响下，在牛腿等承压部位，产生连续裂缝。

b.混凝土在升温的过程中，表面引起拉应力，后期在降温过程中，由于受到基础的约束，又会在混凝土内部出现拉应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。

c.《水闸设计规范》（SL265—2001）中 4.2.11 项中要求对坚实地基上或采用桩基的水闸，可在闸室底板上或闸墩中间设缝分段；对软弱地基上或地震区的水闸，宜在闸墩中间设缝分段。岩基上的分段长度不宜超过20m，土基上的分段长度不宜超过35m。

拦河闸及进水闸基础均位于半胶结砂砾石层弱风化岩（Ⅻ类岩石类别划分中划归Ⅶ类岩石），拦河闸闸墩长度为23m，冲沙闸底板宽度为27.9m，泄洪闸底板宽度为43.4m，进水闸闸墩长度为20m，底板宽度为26.4m。闸墩长度均较长，底板宽度均较大，故易产生竖缝。

d.由于水闸底板及闸墩采用混凝土分期浇筑，当水闸闸墩进行浇筑时，闸底板水化热已充分释放，故其对闸墩的温度变形产生较强的约束，而使闸墩混凝土产生裂缝。

4 应对裂缝的处理措施

4.1 裂缝处理措施的确定

根据现场情况及《水闸施工规范》（SL265—2001）中的规定（性质仅为微细表面的裂缝、钢筋混凝土的浅层缝，且在水位以上区缝宽小于0.20mm、水位变动区缝宽小于0.15mm、水下区缝宽小于0.30mm的裂缝，可以不予处理），对于裂缝宽度大于0.1mm的裂缝，采用内部进行化学灌浆及表面封闭的综合处理方案。

4.2 材料的选择

化学灌浆材料采用改性环氧灌浆材料，该材料可灌性好，粘结强度高，对裂缝能够起到补强加固作用。灌浆材料性能指标见下表。

SK—E改性环氧灌浆材料性能表

裂缝内部化学灌浆完成2～3天后，在裂缝表面采用具有优异力学性能（SK手刮聚脲柔性防水材料与混凝土之间的粘结强度可达3MPa以上）的SK手刮聚脲柔性防水材料进行封闭。该材料具有施工方便、不需要专门设备，抗老化能力强，颜色接近混凝土，对建筑物外观质量影响较小等突出特点。

4.3 裂缝处理施工工艺

施工流程为：裂缝调查→裂缝内部化学灌浆→裂缝表面封闭处理→养护。

4.3.1 高压化学灌浆施工工艺

a.沿混凝土裂缝两侧打斜孔与缝面相交，孔距为20～30cm，孔深20cm，孔径2cm。灌浆孔钻好后，用高压气吹出造孔时产生的粉尘，清孔验收标准以孔内无任何杂物为准。

b.在已洗好的灌浆孔装上专用的灌浆嘴。

c.为了保证灌浆质量，灌浆采用专业的高压灌浆机，灌浆压力要分级施加，直至达到最高灌压，最高压力根据现场情况确定。

所灌孔在要求的时间内不进浆或所灌孔附近的裂缝出浆，且出浆浓度与进浆浓度相当或渗水裂缝不再渗漏时，结束灌浆。

d.灌浆结束待灌浆材料固化后，砸除灌浆嘴，封堵孔洞。

4.3.2 裂缝表面封闭处理施工工艺

a.采用专用工具打磨裂缝表面混凝土直至露出新鲜面。

b.用清水洗去除裂缝表面粉尘。c.表面干燥后，涂刷专用界面剂。

d.待界面剂初凝后，刮刷或涂刷SK手刮聚脲封闭裂缝，涂刮过程当中应当尽量避免内部产生气泡。

e.自然养护7天。

5 结语

本文通过对伊犁河拦河引水枢纽工程水闸底板及闸墩混凝土的裂缝发育情况及处理措施的相关资料进行搜集整理，对其形成原因及处理措施得出一些粗浅的认识。在工程实践中，通过采用内部进行化学灌浆及表面封闭的综合处理方式，将由裂缝带给建筑物的影响降至最低程度，对外部环境类似地区的大型水闸工程预防或克服相关问题具有一定的参考价值。■