浅析水工混凝土裂缝处理方法与效果[摘要] 水工混凝土裂缝处理难度大、工艺复杂、专业性强，处理过程受气候环境等客观因素影响大，若处理不当会增加成本、延误工期、留下质量隐患。

本文是以乌江彭水水电站大坝混凝土施工为例，针对水工混凝土施工中常见的裂缝成因进行分析，并采取及时有效的处理措施予以加强和巩固，处理效果明显，达到了预期目的，为在建及待建水工混凝土施工中遇见的类似裂缝处理提供帮助与参考，以快速高效优质地推动水工混凝土的施工创造有利条件。

[关键词] 混凝土裂缝处理方法效果1.大坝混凝土裂缝简述及成因分析1.1 大坝混凝土裂缝简述大坝4#坝段EL223m~EL224m仓基础垫层混凝土浇筑完成后，首次发现该坝段EL224m层面出现裂缝，该裂缝按要求处理完成，大坝混凝土共出现裂缝54条，其中表层龟裂和Ⅰ类裂缝共27条，Ⅱ类裂缝20条，Ⅲ类裂缝4条，Ⅳ类裂缝3条。

1.2裂缝成因分析1.2.1基础垫层混凝土裂缝4#坝段EL224m基础垫层混凝土裂缝成因主要是基础强约束区处理地质缺陷混凝土厚度不均所引起的。

12#坝段0.3m厚垫层混凝土是浇筑泵送砼，单位水泥用量大，水化热较快，故形成了较集中的表层混凝土龟裂。

1.2.2碾压混凝土裂缝彭水电站大坝原招标文件中规定碾压混凝土夏季不进行施工，但由于工期需要，虽然对夏季混凝土施工采取了诸多措施，尤其是对混凝土拌合、混凝土运输、混凝土入仓温度、混凝土浇筑温度、混凝土养护等工作做了特殊安排和要求，但是碾压混凝土还是出现了部分裂缝，其中有组织管理上的原因使预埋的冷却水管部分损坏、堵塞及被盗等现象，造成水管畅通率低，也有坝段上升高度不均匀，落差大、暴露时间长等众多因素造成。

1.2.3闸墩混凝土裂缝闸墩混凝土主要采用常态混凝土和泵送混凝土浇筑，经初步分析裂缝成因主要是闸墩混凝土内部初始温度较高，特别是泵送砼（砼标号高，单位水泥用量多，水化热产生的温度较高），最高温度达61.3℃；表孔溢流面至EL274m段闸墩混凝土设计变更为C40砼后胶凝材料用量增大，混凝土温升大。

经过计算比较分析，上闸墩混凝土自溢流面至EL274m均采用C40砼（二、三级配、泵送砼），水泥用量分别为316 kg、288 kg、355kg，水泥水化热温升达到30~36℃。

2.裂缝处理对于出现的裂缝，现场严格按照相关技术、规范要求进行处理，发现一条及时处理一条，处理后满足要求。

裂缝检查项目主要有裂缝位置、形状、走向、缝长、缝宽、缝深及缝面是否漏水等，对于缝宽≥0.3mm或缝长≥5m的裂缝，还进行缝深检查，缝深检查采用钻斜孔压风为主进行，必要时增加了孔内摄像和声波法检查。

2.1特殊裂缝化学灌浆处理方法与效果按照混凝土裂缝处理的原则，Ⅲ类裂缝采用化学灌浆+凿槽嵌缝+沿裂缝铺设骑缝钢筋（Ф28-Ф36，L=4.5m-6.0m）限裂，Ⅳ类裂缝都是按照设计相关文件进行了处理，使用的化学灌浆材料为HK-G-2、HK-G-3环氧材料（B组份CH固化剂）和LPL注射树脂材料；灌浆孔、排气孔的布置一般原则是沿缝两侧单排（双排）梅花型深孔、浅孔交替布置，钻孔角度一般为45~60°。

2.1.1 10#坝段裂缝处理10#~13#坝段EL248m~EL251m碾压混凝土仓面准备时发现了10#坝段有7条裂缝L1~L7，按要求分别对L2、L7裂缝及X+58.61、EL247.9m层面裂缝进行了处理。

具体处理如下：⑴L7裂缝长20.4m，左侧面L2裂缝延伸2.76m。

EL251层面布置声波测试孔2组共4个，孔径Φ76，单个孔深5.0m，从波速在砼块体的分布情况判定两个受测部位处裂缝深度为1.4m；裂缝检查孔2个，孔径Φ60，孔深分别为4.5m 和5.0m，布置化学灌浆孔孔深为1.0m和3.3m 的均为10个，孔径Φ60，倾角45度；布置排气孔54个，孔径Φ20，孔深0.4m，倾角45度。

左侧面EL248.14~EL251、X+15.62布置灌浆孔10个，孔径Φ20，孔深0.4m。

对缝面凿槽7cm×5cm（宽×深），然后采用预缩砂浆嵌缝处理。

排气管、灌浆管采用Φ20橡胶管埋设，灌浆孔堵塞段、声波孔均采用预缩砂浆回填，灌浆孔孔口采用堵漏王密封。

通气检查：灌浆孔和排气孔采用0.2Mpa风压进行试气检查，其检查目的：①管子埋设畅通情况；②孔与孔之间的连通情况。

灌浆材料为LPL和HK-G-2，灌浆设备为手摇泵，灌浆压力为0.3Mpa~0.4Mpa，灌浆结束标准以不吸浆为原则，在吸浆率小于0.01L/min，再继续灌注20分钟。

灌浆情况：①左侧面布置的10个灌浆孔之间的串通性较好，纯灌时间为7:22(h:min)，共耗浆材LPL量为46.42Kg，纯灌量为45.77 Kg。

②EL251m层面布置的灌浆孔与排气孔串通情况较好，54个排气孔中有39个与灌浆孔串通出现返浆现象，纯灌时间为44:52(h:min)，共耗浆材HK-G-2量为698.92Kg，纯灌量为645.35 Kg。

灌浆成果分析及结论：L2裂缝和L7裂缝纯灌时间为52:14(h:min)，共耗灌浆材料LPL和HK-G-2为745.34 Kg，纯灌量为691.12Kg。

①从灌浆的灌入量来看，该裂缝已被化学灌浆材料充填。

②有39个孔口返浆，排气孔返浆率达72.2%，返浆情况较好，特别是孔深3.3m灌浆孔，灌浆时排气孔有23个孔孔口返浆，说明浆液扩散良好。

③灌浆布置了骑缝检查孔2个，孔深2m，孔径Φ219，从芯样外观分析，裂缝缝面全部被化学材料充填密实，灌浆效果较好。

④检查芯样的平均抗压强度达23.5Mpa，平均粘劈强度达3.39 Mpa，缝面胶结情况较好。

该裂缝处理符合要求，处理效果明显，达到了预期目的。

灌浆检查结束后，现场沿裂缝铺设双向限裂钢筋Φ28＠200的1988.03Kg，Φ36＠200的3523.6Kg。

⑵10#坝段X+35.23、Y+26.05~Y+31.55、EL251层面裂缝缝长6.93m，缝宽为0.1mm~0.3mm，布置了6个检查孔，孔径Φ42、孔深1.8m~4.2m，倾角50度，检查孔后期作为灌浆孔使用；布置了11个排气孔，孔径Φ20、孔深0.58m，倾角45度。

排气管、灌浆管采用Φ20橡胶管埋设，灌浆孔堵塞段采用预缩砂浆回填，灌浆孔孔口采用堵漏王密封，灌浆前进行压风通气检查，检查方式为将孔冲洗干净后，采用0.2Mpa风压进行，灌浆采用LPL灌浆材料（质量比A:B=1.35:1），灌浆设备及灌注控制方法同上。

灌浆情况：灌浆孔之间的串通性较好，纯灌时间为17:32(h:min)，共耗浆材LPL量为105.83Kg，纯灌量为103.95 Kg。

灌浆成果分析及结论：①从灌浆的灌入量来看，该裂缝已被化学灌浆材料充填。

②布置11个排气孔有8个孔口返浆，排气孔返浆率达72.7%，说明浆液扩散良好。

该裂缝纯灌时间为17:32(h:min)，纯灌浆量为103.95Kg，排气孔返浆情况较好。

③灌浆检查结束后，现场沿裂缝中心铺设Φ28＠200、L=4.5的骑缝钢筋565.11Kg，Φ20＠200L=5.0m的分布钢筋284.05Kg。

⑶10#坝段X+59.18~X+58.61、Y+17.79~Y+35.54、EL247.9层面裂缝缝长17.75m，该缝为Ⅳ类裂缝，布置A系列检查孔(深层灌浆孔)9个，孔径Φ60，孔深4.0m，倾角60度，布置B系列检查孔(浅层灌浆孔)9个，孔径Φ60，孔深2.0m，倾角45度；沿缝两侧布置排气孔18个，孔径Φ20，孔深0.6m，倾角60度，孔距80cm~100cm，排距40cm，两排孔错开100cm。

布置声波测试孔4个，孔径Φ76，单个孔深5.0m，从测试结果看，两组测孔的最小波速均在4540m/s以上，判断为表层裂缝，具体波速分布曲线图略。

对缝面凿槽7cm×5cm（宽×深），采用预缩砂浆嵌缝回填，灌浆孔和排气孔采用0.2Mpa风压进行检查。

为保证灌浆效果深层灌浆孔堵塞段长在2m~2.5m，浅层灌浆孔堵塞段在0.8m~1.2m，灌浆孔堵塞段、声波孔及其他废孔均采用预缩砂浆回填，孔口采用堵漏王密封，灌浆材料为HK-G-2环氧材料，灌浆设备及灌注控制方法同上。

灌浆情况：布置A系列、B系列灌浆孔共计18个，孔与孔之间的串通性较好，纯灌时间为41:25(h:min)，共耗浆材量为645.22Kg，纯灌量为597.19Kg。

灌浆成果分析及结论：①从灌浆的灌入量来看，该裂缝已被化学灌浆材料充填。

②布置18个排气孔有14个孔口返浆，排气孔返浆率达77.8%，说明浆液扩散良好。

该裂缝纯灌时间为41:25(h:min)，纯灌浆量为597.19Kg，排气孔返浆情况较好。

③布置骑缝检查孔1个，孔深2.8m，孔径Φ219，从芯样外观来看，浆液从孔口延伸止孔底，缝面全部被化学材料充填密实，经资料分析，裂缝处理符合要求，处理效果明显，达到了预期目的。

④灌浆检查结束后，现场沿裂缝中心铺设Φ32＠200 L=4.5m的骑缝钢筋3128.09Kg，Φ20＠300 L=17.2m的分布钢筋594.78Kg。

2.1.2 12#坝段裂缝处理12#坝段EL242m~EL245m仓面有一条裂缝，缝长8.67m、缝宽为0.15mm~0.2mm、缝深0.4m~2.0m，该缝为Ⅲ类裂缝。

共布置了10个检查孔，孔径Φ42、孔深0.5m~2.8m，倾角45~65度，检查孔后期作为灌浆孔使用；骑缝布置了10个排气孔，孔径Φ20、孔深0.4m~2.0m；灌浆孔堵塞段采用预缩砂浆回填，灌浆孔孔口采用堵漏王密封，灌浆前进行压风通气检查，检查方式为将孔冲洗干净后，采用0.2Mpa风压进行，灌浆采用HK-G-2环氧材料，灌浆设备及灌注控制方法同上。

灌浆情况：布置检查孔和排气孔之间的串通性较好，纯灌时间为32:30(h:min)，共耗浆材量为197.53Kg，纯灌量为194.71Kg。

从灌浆的灌入量来看，该裂缝已被化学灌浆材料充填，布置10个排气孔有7个孔口返浆，排气孔返浆率达70%，说明浆液扩散良好。

灌浆检查结束后，现场沿裂缝中心铺设Φ28＠200、L=5.0m的骑缝钢筋1038.45Kg，Φ20＠200 、L=8.5m的分布钢筋524.88Kg。

2.1.3 13#坝段裂缝处理13#坝段EL239.5m~EL242.5m仓面准备时发现EL242.5层面有一条深层裂缝，缝长6.19m、缝宽为0.10mm~0.25mm、缝深5.2m，该缝为Ⅳ类裂缝。

探明裂缝深度主要以声波测试为主，打检查孔为辅，EL242.5m层面布置声波测试孔2个，孔径Φ76，从测试结果看，最大波速4836m/s，最小波速2646m/s，平均波速为4040m/s，判定裂缝深度在1.8m处；依据裂缝特征定位点布置了检查孔7个，孔径Φ42、浅孔孔深1.5m，倾角45度，深孔孔深2.0m和5.0m，钻孔倾角50度和60度，检查孔后期作为灌浆孔使用；布置灌浆孔18个，孔径Φ60，孔深0.45m~5.4m，倾角45度和60度；布置了8个排气孔，孔径Φ20、孔深0.45m，倾角45度；闸墩左侧面5.2m先进行贴嘴灌浆，再凿槽7cm×5cm（宽×深）后采用预缩砂浆嵌缝处理；排气管、灌浆管采用Φ20橡胶管埋设，灌浆孔堵塞段采用预缩砂浆回填，灌浆孔孔口采用堵漏王密封，灌浆前进行压风通气检查，检查方式为将孔冲洗干净后，采用0.2Mpa风压进行，灌浆采用HK-G-2环氧材料，灌浆设备及灌注控制方法同上。