摘要：分析了水工建筑物混凝土裂缝产生的因素，介绍了常见的裂缝修补方法．并以塘口水电站大坝为例简要介绍了混凝土裂缝处理的具体措施。
关键词：大坝；水工建筑物；混凝土裂缝；修补
1  水工建筑物裂缝产生的因素


    混凝土裂缝是土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。水工建筑物裂缝的产生主要有以下几种：1)混凝土在硬化过程中，由于干缩引起体积变形、受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。2)大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内外温差较大，使混凝土的形变超过极限引起裂缝。3)在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。4)当有约束时，混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩，因为受约束力的限制，在内部产生了温度应力．由于混凝土抗拉强度低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。5)混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应。析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨胀，体积增大，从而使混凝土胀裂产生裂缝。6)在炎热的大风天气，混凝土表面蒸发过快，造成混凝土内部水化热过高．在混凝土浇筑数小时后仍处于塑性状态，易产生塑性收缩裂缝。7)当结构的基础出现不均匀沉陷，就有可能会产生裂缝，随着沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。8)当钢筋混凝土处于不利环境中，例如侵蚀性水中，由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实性不良，环境中的氯离子等与溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈，也会导致体积膨胀．对周围混凝土产生挤压，使混凝土胀裂。
2  水工混凝土裂缝的常见修补方法
    1)开槽法
    开槽法适用于裂缝宽度大于0．5 mm的混凝土裂缝修补。在对混凝土基面开凿并清洗干净、干燥后，按比例配制好改性环氧树脂砂浆，嵌入凿槽内，注意及时用毛毡、麻袋等将改性环氧树脂砂浆进行覆盖．待完全初凝后，开始用水养护。
    2)低压注浆法
    低压注浆法适用于修补裂缝宽度为O．2～0.3 mm的混凝土裂缝。修补程序如下：裂缝清理→试漏→配制注浆液→压力注浆→二次注浆→清理表面。当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置贴上医用白胶布．再用窄毛刷蘸上浆液沿裂缝来回涂刷封缝．约10 min后揭去胶布条露出小缝，再粘贴注浆嘴。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行，若气温高的话．半天就可注浆。注浆顺序一般由上往下，水平方向裂缝一般从一端到另一端。为了保证浆液灌满，在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。


    3)表面覆盖法
    表面覆盖法适用于裂缝宽度小于0．2 mm的混凝土裂缝修补。这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以追踪其变化。表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异。通常采用弹性涂膜防水材料、聚合物水泥水泥等材料。施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛。清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的气孔，再用修补材料涂覆表面。
3  工程实例
    来凤县塘口水库溢洪道控制段净宽4(孔)×12m，最大下泄流量140 m3／s。溢洪道进口段左、右岸边墙均为C20混凝土结构，溢流堰为C25钢筋混凝土结构。溢流堰高6 m、顶宽0．8 m、底宽5．0 m，长50m。该水电站于1994年竣工发电。运行lO多年后发现溢流堰离左岸4～4．5 m的位置出现一条垂直于坝轴线方向的裂缝，裂缝上宽1．5 mm、下宽0．3 mm．从溢流堰上游迎水面底部到顶面，再沿溢流堰顶面至下游堰底，呈贯通状。
    溢流堰属重力坝型式，主要靠溢流堰自重满足结构稳定安全要求。由于裂缝是沿溢流堰横剖面方向延伸，裂缝的产生对溢流堰的结构安全不构成威胁，但水库蓄水后，将沿裂缝产生渗漏，影响水库正常蓄水和非洪水期的美观，如长期渗水将影响坝体结构安全。
3．1迎水面裂缝处理
    在迎水面裂缝范围内开槽，槽尺寸l 000 mm×150 mm，即沿缝隙凿深150 mm并向两侧各扩大约500mm形成一个矩形槽。人工开槽遇已浇钢筋混凝土内钢筋时应保留钢筋的完整性，并进行适当处理。槽的中间布置橡胶止水带，橡胶止水带厚8 mm、宽280mm；橡胶止水带中间缝宽10mm，缝内采用沥青油毡(4毡5油)嵌填。新浇钢筋混凝土布设钢筋时应绕开橡胶止水带，钢筋深人已浇混凝土内100 mm(浇筑前先钻孔)，新浇钢筋混凝土迎水面保护层为50mm，Ф12锚筋锚深300～500mm、间距为500 mm．锚筋深度不超过下游溢流堰面。
3．2下游背水堰面裂缝处理
    溢流面裂缝为一贯穿性裂缝，因裂缝位于溢流面，溢流面有防渗、抗冲、耐磨要求，故对溢流面下游裂缝进行表面处理：在溢流面的下游面沿裂缝(以裂缝为中心)凿一条宽80 mm、深40 mm的“V”型槽．刷去松动颗粒清洗干净，回填弹性环氧砂浆。
    下游背水面裂缝宽0．3 mm或更细，故采用化学灌浆方法处理内部裂缝。施工工序：钻孔→压气(或压水)检测→止浆→试漏→灌浆→封孔→检查。


    1)钻孔、布孔
    裂缝较深，缝的走向不规则，布孔采用骑缝孔和斜孔，骑缝孔采用灌浆嘴施灌，斜孔采用埋设灌浆管施灌。孔距和孔径：孔距、排距应视裂缝的宽度和通畅情况、浆液粘度及允许灌浆压力而定，孔距、排距初定为0．5 m；钻孔采用风钻孔，为减少孔内浆量，孔径宜采用30～36mm。
    2)压气检测
    环氧树脂(化学灌浆材料)属于憎水性材料．可以采用压气检测检验的方法。压气时在缝外面刷上肥皂水，以检查钻孔与缝面畅通情况，并用耗气量来检查堰内部是否有缺陷，以推估吸浆量。气压宜大于灌浆压力。
    3)缝面止浆
    化学灌浆材料的渗透性能较好、造价高，为保证灌浆质量、节省浆液，要求对缝面进行严格而又细致的止浆。止浆方法是沿缝凿槽，洗刷干净后再嵌填环氧砂浆或其它速凝早强的砂浆，并将表面压实抹光。
    4)试漏
    目的是检查止浆效果，以选择主灌浆孔。当发现止浆有缺陷时，应在灌浆前进行修补。
    5)灌浆
    灌浆材料：因环氧树脂适用较干燥裂缝或经处理后已无渗水裂缝的补强，能灌0.3 mm左右的细裂缝，故本工程灌浆材料采用了环氧树脂。
    灌浆压力：灌浆压力初选0．4～0．5 MPa，灌浆压力由低到高，当压力骤升而停止吸浆时，即可停止灌浆。
    灌浆方法：灌浆前将灌浆孔(嘴)上的阀门全部打开，用压缩空气将孔内、缝内的积水尽量吹挤干净，争取达到无水状态，然后准备灌浆。根据裂缝情况选择灌浆方法：对细微裂缝，需用较长凝结时间的浆液，采用单液法灌浆；对于较宽的裂缝，需用较短凝结时间的浆液，采用双液法灌浆。当一条裂缝上布有几个灌浆孔(嘴)时，可按由深至浅、由下而上的顺序灌浆。灌浆的结束标准是以不吸浆为原则，如果吸浆率小于O．0l L/min，并能持续一定时间，亦可作为结束标准，停止灌浆。
    6)封孔
对于固化后强度达到或超过混凝土强度的灌浆材料．灌浆后孔内的固结物不必清除。工程中应注意两点：一是灌浆材料环氧树脂有毒，配料和施工时要注意防护;二是要选择裂缝灌浆的最佳时间。对混凝土构件来说，选择气温较低时进行灌浆比较适宜。因为此时裂缝开度最大，浆液易于灌入，且其固结体在裂缝内也不会因混凝土收缩而重新被拉开。
    7)检查
    该工程溢流堰裂缝处理后，距今经历两次洪水期的考验，裂缝未发展，并且在库内蓄水期也未发现渗漏，证明了裂缝处理措施是有效的，达到了防渗和控制裂缝的效果。