水是人類生產和生活必不可少的寶貴資源,調配水資源是水利工程的核心功能,本文對裂縫成因進行分析,并在此基礎上提出處理建議。
《水利水電科技進展》是由河海大學主辦的中國科學引文數據庫(CSCD)核心期刊、中文核心期刊、中國科技核心期刊、RCCSE核心期刊,近年來已連續多次獲全國水利水電系統優秀期刊、華東地區優秀期刊、江蘇省優秀期刊等稱號。該刊為雙月刊,是以反映水利水電科技進展和動態為主的科技期刊。
從實際建設情況來看,我國水利施工期間常會出現裂縫問題,破壞了水利建筑物的完整性,影響了建筑物結構性能的發揮。施工單位必須積極研究引起裂縫的成因,制定全面性的處理策略以維持水利施工的質量。
一、水利工程分類及其作用
水是人類生產和生活必不可少的寶貴資源,但其自然存在的狀態并不完全符合人類的需要。只有修建水利工程,才能控制水流,防止洪澇災害,并進行水量的調節和分配,以滿足人民生活和生產對水資源的需要。水利工程按目的或服務對象可分為:防止洪水災害的防洪工程;防止旱、澇、漬災為農業生產服務的農田水利工程;將水能轉化為電能的水力發電工程;改善和創建航運條件的航道和港口工程;為工業和生活用水服務,并處理和排除污水和雨水的城鎮供水和排水工程;防止水土流失和水質污染,維護生態平衡的水土保持工程和環境水利工程;保護和增進漁業生產的漁業水利工程;圍海造田,滿足工農業生產或交通運輸需要的海涂圍墾工程等。
二、水利施工期間裂縫的成因
調配水資源是水利工程的核心功能,但這一功能的實現要借助于不同的水利建筑物,現代水利施工的主要建筑對象為壩、堤、溢洪道、水閘、進水口、渠道、渡漕、筏道、魚道等。長期監測發現裂縫是水工建筑物的主要病害,不僅破壞了建筑物結構的穩定性,且降低了水利施工的安全系數,極易引起意外事故的發生。水利施工期間裂縫的成因如圖1。
1、材料因素。材料是水工建筑物的基本構成,材料質量不達標對建筑物的性能有很大的破壞作用。以混凝土材料為例,施工人員配制混合料未按照標準的比例調配,材料性能未達到施工規定的要求,水工建筑抵制病害的性能減弱易導致病害的發生。
2、受力因素。水工建筑在施工期間需承受來自多方的受力作用,當受力荷載超出水工建筑的承載范圍,會在短時間內產生裂縫現象。如:建筑物基層結構遭受水力沖刷后,其根基有沉降、震動等現象發生。此外,溫度不均衡也是造成裂縫形成的因素。
3、工藝因素。施工是水利工程建設的關鍵環節,施工質量不合要求極易引發多種病害,也是水工建筑物裂縫病害的成因之一。如:施工人員選擇的工藝方案、操作技術、支護結構等與水利工程要求不統一,導致建筑物結構組合達不到標準而形成病害。
三、處理裂縫病害的綜合策略
裂縫是水利工程建設的常見病害,其對水工建筑物的安全性、穩定性、牢固性等均有不利影響。考慮到水利工程對水資源調度的重要意義,制定針對性措施處理裂縫病害是十分重要的。工程單位在制定水利施工方案過程中應顧及到裂縫病害的防治,確保工程施工質量與圖紙標準相一致。
1、引進技術。裂縫發生后需采取有效的技術處理,避免水工建筑裂縫擴大。目前,裂縫處理技術的方案較多,包括:開鑿技術、修補技術、灌漿技術等,水利施工人員要結合裂縫的大小、成因等資料合理選擇不同的處理方法。
圖2縱向裂縫的開挖填補技術
2、加固結構。鑒于外界應力對水工建筑物的破壞作用,水利施工期間設置相應的支護體系可起到結構加固的效果,增強了建筑物抵制受力沖擊的性能。如:對堤壩根基用混凝土加固處理,可改善其抗洪抗災的性能。
3、優化材料。混凝土是水利施工的主要材料,控制混凝土質量是保證建筑物性能的前提條件。一是要控制混凝土各原始材料的比例,二是要經過質量檢測合格后才能運用于現場施工,這些都有助于控制病害的發生。
4、綜合檢測。檢測失誤不僅會引起裂縫病害,也會擴大裂縫帶來的不利影響。水工建筑裂縫形成之前其結構會出現異常,若通過綜合檢測可及時制定方案防止裂縫,如圖3。施工單位不僅要重視作業進度,也應加強裂縫病害的防治。
結論
總之,水利工程是社會主義現代化建設的重點項目,完善水利施工能夠實現水資源的綜合調配,以促進社會經濟的快速發展。施工單位在提高水利施工進度的同時,也要對裂縫病害采取針對性的防治措施。
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