渠道混凝土襯砌板破裂與塌陷研究和處理

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1、渠道混凝土襯砌板破裂與塌陷研究和處理　　摘要：在灌區(qū)工程渠道襯砌施工過(guò)程中，由于受到設(shè)計(jì)、施工及環(huán)境影響，導(dǎo)致出現(xiàn)混凝土襯砌板破裂和塌陷問(wèn)題。本文通過(guò)工程施工實(shí)例，對(duì)襯砌板破裂和塌陷的基本情況和成因進(jìn)行分析，并簡(jiǎn)要的介紹了預(yù)防及處理措施。關(guān)鍵詞：灌區(qū)渠道襯砌板破裂和塌陷成因分析及預(yù)防措施處理中圖分類(lèi)號(hào)：TV732.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A一、工程概況高州水庫(kù)灌區(qū)配套節(jié)水改造首期項(xiàng)目位于廣東省粵西沿海鑒江流域中下游平原，該灌區(qū)是廣東省三大灌區(qū)之一，由良德灌區(qū)和石骨灌區(qū)兩部分組成，為多首制的灌溉、供水工程體系，灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉總面積118萬(wàn)畝。渠道共14條，渠道設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度為153km

2、，本工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大(2)型。本工程橫斷面設(shè)計(jì)基本維持了現(xiàn)有梯形渠道斷面，大部分為梯形斷面，內(nèi)坡為1:1.5，渠底寬3m～24m，渠深3.39m～12m。渠道過(guò)水?dāng)嗝娌捎矛F(xiàn)澆混凝土襯砌，邊坡坡腳設(shè)混凝土齒墻護(hù)坡（典型斷面如下圖），其中石骨總干渠和東干渠砼襯砌厚度為10cm，其余渠道襯砌厚度為8cm，襯砌砼總方量為282553m3，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20。6渠道砼襯砌縱向每3m設(shè)一道橫向伸縮縫，縫塞瀝青泡沫板，橫向在渠底兩側(cè)設(shè)兩條縱向伸縮縫，挖方渠段兩側(cè)砼護(hù)坡設(shè)DN50PVC排水管，縱橫間距1.5m，梅花型布置，管后設(shè)土工布反濾包。砼澆筑方式根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際

3、情況，分別采取先底后坡和先坡后底的方法。邊坡施工按設(shè)計(jì)分塊進(jìn)行，即按伸縮縫進(jìn)行分塊，采用分塊跳倉(cāng)法施工。底板砼12m長(zhǎng)一塊并跳塊澆筑，澆筑后1天按3米長(zhǎng)切割橫向縫。混凝土澆筑嚴(yán)格按照《水工混凝土施工規(guī)范》要求實(shí)施。二、渠道混凝土襯砌板破裂和塌陷基本情況及特點(diǎn)本工程于2011年3月開(kāi)工，至2014年2月已完成大部分渠道襯砌施工。在施工前中期對(duì)已完成工程的質(zhì)量檢查中發(fā)現(xiàn)，部分渠道邊坡和底板都出現(xiàn)不同程度的質(zhì)量缺陷，有出現(xiàn)大小不一的橫向或縱向裂縫，有出現(xiàn)襯砌板整體破裂，甚至有少數(shù)部位出現(xiàn)襯砌板整體塌陷的情況。經(jīng)仔細(xì)排查，渠道襯砌板存在破裂或塌陷的部位統(tǒng)計(jì)如下表：圖一圖二由圖

4、一可以看出襯砌缺陷共計(jì)714塊，其中左邊坡325塊，占總?cè)毕輭K數(shù)的45.52％，右邊坡317塊，占總?cè)毕輭K數(shù)的44.4％，渠底72塊，僅占10.08％。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析可以看出：左右邊坡破裂和坍塌比底板嚴(yán)重；6由圖二可以看出在不同基礎(chǔ)形式變化的情況下，基礎(chǔ)開(kāi)挖引起襯砌缺陷占總數(shù)的2.54％，而地基基礎(chǔ)經(jīng)回填和換填后，分別占到總數(shù)的46％和51.46％。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以明顯看出：回填和換填的部位容易發(fā)生缺陷；渠道混凝土襯砌板破裂和塌陷成因分析（1）地質(zhì)條件較差引起的破裂和坍塌。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)勘察情況，渠道地質(zhì)條件較差的情況主要分為以下三類(lèi)：①部分渠段原地層為淤泥、粉質(zhì)粘土等軟

5、弱土層，堤身穩(wěn)定性差，經(jīng)停水、放水等外界因素影響，地基出現(xiàn)局部變形蠕動(dòng)變形；②部分山區(qū)渠段，兩側(cè)山坡高，堤頂沒(méi)有設(shè)置截水溝，或接洪堰位置與實(shí)際地形不符，在每年4月~9月汛期，經(jīng)多次暴雨沖刷，局部渠道邊坡滑動(dòng)；③部分挖方渠段兩側(cè)地下水位高，施工埋設(shè)的排水管被流失的泥土淤堵，排水不暢，造成外水壓力過(guò)大。以上地質(zhì)條件會(huì)致使砼襯砌板破裂，且會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的襯砌板破裂和大面積塌陷的情況。（2）土方回填施工缺陷引起的破裂和坍塌。在進(jìn)行土方回填時(shí)，由于渠道施工作業(yè)“點(diǎn)多線長(zhǎng)”，地質(zhì)情況復(fù)雜，從而不可避免出現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)部分土料壓實(shí)作業(yè)面受限，導(dǎo)致局部干密度達(dá)不到要求，壓6實(shí)度低于92％，此

6、外回填土與原狀土的連接處受坡面滲水的影響?；炷料碌倪吰碌鼗蚯讐|層壓實(shí)不均勻，局部有松散土基，渠道填方預(yù)沉降不夠也會(huì)引起襯砌基礎(chǔ)承載力不夠而導(dǎo)致襯砌板破裂和塌陷，此類(lèi)裂縫通常出現(xiàn)在左右邊坡坡腳，占裂縫比例的絕大部分。（3）襯砌混凝土施工缺陷引起的破裂和坍塌。在襯砌混凝土施工過(guò)程中，以下情況也會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題的出現(xiàn)：①施工過(guò)程中原材料的配備不當(dāng)?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)不合理會(huì)導(dǎo)致襯砌板內(nèi)外干縮程度不一而導(dǎo)致板面破裂；②施工工藝過(guò)程中的不合理因素。受環(huán)境因素影響，多個(gè)混凝土澆筑作業(yè)面同時(shí)施工的情況下，混凝土運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、高邊坡下料的過(guò)程中導(dǎo)致的骨料分離，澆筑過(guò)程中振搗不均勻或漏振

7、、過(guò)振等，這些都會(huì)導(dǎo)致襯砌板強(qiáng)度的改變而出現(xiàn)破裂；（4）其他原因引起的破裂和坍塌。除了上述原因外，還有諸如混凝土澆筑后硬化過(guò)程中溫差引起的裂縫，冬季施工過(guò)程中土料地基發(fā)生凍脹而使襯砌板拉裂引起的裂縫，養(yǎng)護(hù)不及時(shí)導(dǎo)致的裂縫等。四、渠道混凝土襯砌板破裂和塌陷的處理混凝土襯砌板破裂和塌陷的處理應(yīng)根據(jù)襯砌板出現(xiàn)破損的程度、數(shù)量和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，經(jīng)設(shè)計(jì)單位批準(zhǔn)，在保證襯砌板整體結(jié)構(gòu)及防水防滲漏的前提下，現(xiàn)場(chǎng)采用以下幾種處理方法。6（1）對(duì)襯砌板面上的表面裂縫及破裂輕微的情況采用表面修補(bǔ)的方法。處理措施是清除襯砌板裂縫處的雜物用高壓水沖洗干凈浮層灰塵后，直接在破裂