水闸混凝土防裂措施及裂缝处理
供稿：hz-xin.com 日期：2025-05-17
一、水闸混凝土裂缝及产生裂缝的原因
1.1设计原因产生的裂缝
（1）构件断面突变过多，产生应力集中，若不采取措施，断面缩小处以及阴角部位容易出现裂缝；
（2）闸底板或闸墩太长，容易出现伸缩变形引起的裂缝；
（3）承重梁板尺寸太小，刚度不足，受拉部位易产生裂缝。
1.2混凝土材料原因产生的裂缝
（1）使用导致混凝土收缩性较高的矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥，以及水泥标号过低或水灰比过大均易产生裂缝。此外，将不同厂家的水泥混用，也是产生裂缝的重要因素。
（2）混凝土中粗骨料的用量大，针片状石子含量高，会造成混凝土内部孔隙增多，细骨料的粒径及含泥量超标等会造成混凝土强度下降，易引起裂缝。
（3）选用碱活性骨料，使水泥中的碱性物质与骨料中的活性氧化硅等起反应，生成胶状物，因体积膨胀而产生裂缝。
（4）有些水泥拌制的混凝土出现离析、泌水等不良现象，造成混凝土各种组份分布不均匀，水化反应差异性大，容易产生裂缝。另外，混凝土中大量加入粉煤灰等掺合料以减少水泥用量，此时混凝土早期强度不足以抵抗早期的内部拉应力而出现裂缝。
（5）外加剂（如膨胀剂）选择不当，或误用假冒产品，也会产生裂缝。
1.3施工原因产生的裂缝
（1）混凝土钢筋保护层偏小、混凝土坍落度偏大、混凝土表面收浆不好，易产生因沉淀而产生的裂缝，裂缝沿钢筋纵向出现，或以预埋件为中心出现辐射状裂缝，出现裂缝部位一般会高于周围混凝土表面。
（2）混凝土浇筑完毕后抹面及养护不及时会造成塑性裂缝，塑性裂缝一般不长，深度也浅，往往表现为中间宽两头细。
（3）在混凝土水化反应初期若表面失水会产生干缩裂缝，在干缩过程中，混凝土遇到如钢筋或其他预埋件的约束，在混凝土内部产生的拉应力超过混凝土抗拉强度时就会产生裂缝。在配筋率较大（超过3%）的构件中，钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂。另外，骨料的大小和级配对干缩也有影响，如使用偏细砂（或硅粉等比表面积大的材料）时，会使混凝土收缩值增大。一般来说，胶凝材料用量越多、构件尺寸越小或越薄、空气湿度越小，干缩量则越大。干缩裂缝的特征是表面开裂，走向为纵横交错，没有规律性，裂缝宽度和长度都较小。
（4）新老混凝土间隔时间过长易产生因约束而引起的裂缝，下层混凝土龄期超过一个月，再浇筑上层混凝土，会因为新老混凝土之间弹性模量差异过大，老混凝土对新浇混凝土产生较强的约束，使新混凝土产生裂缝。
（5）夏天浇筑混凝土，由于入仓温度过高，水泥水化产生的热量还将使混凝土内部温度进一步升高，导致混凝土体积的变化，当体积变化引起的拉伸应变超过混凝土的极限应变时，混凝土将会开裂。
（6）低温季节浇筑混凝土，遇寒潮来袭，产生内外温差过大，未采取保温措施，也容易使混凝土产生裂缝。
（7）底模或基础产生沉降，会使混凝土构件产生较大的结构内力（弯矩、剪力）。
二、水闸混凝土的主要防裂措施
（1）设计时应通过计算确定构件尺寸，断面突变处采用增加配筋等措施，超长构件采用设后浇带等方法，闸墩的构造钢筋应不小于规范要求的配筋量，以减少裂缝出现的可能性。
（2）水泥应选用收缩性较低的水泥，合理搭配水泥与混凝土强度等级之间关系。一般情况下，水泥强度比所使用的混凝土强度大一个等级。如配置C30混凝土，使用强度等级为42.5的水泥比较合适，可以达到合理的水灰比，保证施工质量。不能只为片面追求经济效益，使用高标号水泥、大水灰比的配合比。严禁不同厂家的水泥混用。
（3）选用级配良好的粗、细骨料，严禁粗骨料中针片状石子超标，尽量不使用细砂，含泥量严格控制在规范要求以内，氯离子含量不得超标。尽量选用收缩率小的骨料，碱活性骨料不得使用。
（4）对于大体积混凝土，尽量使用水化热低的水泥，可考虑外掺粉煤灰、磨细矿渣等材料，但应通过配合比试验论证确定。
（5）减水剂、膨胀剂等外加剂应选用公认的品牌，谨防假冒产品影响混凝土质量，通过试验验证后再用。掺用聚丙烯纤维对防止混凝土出现表面裂缝非常有效。
（6）要严格控制钢筋间距和模板尺寸，尽量采用小水灰比、小坍落度混凝土，保护层厚度应达到设计要求。新浇混凝土的抹面工作要及时，一般不少于两遍。
（7）尽量避开在高温天气浇筑混凝土，入仓温度应控制在规范允许的范围内，若在高温季节浇筑混凝土，则应采取降低骨料温度、降低拌和水温度、加冰屑、运输罐保温、新浇混凝土通水冷却等措施，对浇筑完毕的混凝土要及时洒水养护或用塑料薄膜对混凝土进行覆盖。
（8）冬季浇筑混凝土应做好新浇混凝土的保温工作，应适当延长拆模时间，特别在寒潮侵袭时，一定要做好表面覆盖，有必要时可采用搭棚升温，对闸底板可采用蓄水养护等措施。
三、曹娥江大闸混凝土的主要防裂措施
3.1 工程概况
曹娥江大闸枢纽工程位于浙江省绍兴市，钱塘江下游右岸主要支流曹娥江河口，是浙东引水工程的配水枢纽。工程建设任务为防潮（洪）、治涝、水资源开发利用，兼顾改善水环境和航运等。
本工程为Ⅰ等工程，主要建筑物为1级建筑物，工程设计泄洪流量11030m3/s，防洪标准为100年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核；挡潮标准为100年一遇高潮位设计，500年一遇高潮位校核。大闸枢纽主要由挡潮泄洪闸、堵坝、导流堤、鱼道以及管理区等组成。挡潮泄洪闸总净宽560m，闸底板高程-0.5m，共设28孔，闸孔净宽20.0m。工程总投资约13亿元人民币。
闸室为整体式结构，闸底板厚2.5m，闸墩厚4m，闸墩中间分缝，底板顺水流向长26m，垂直水流向宽24m，胸墙底高程为4.5m，顶高程为12.5m；闸上设交通桥，桥宽8.0m，为空箱式结构，空箱内布置电气设备和启闭机油压设备及管道。
3.2 防裂措施的设计与研究
（1）结构分缝。每孔闸为一个结构段，顺水流方向长26m，垂直水流方向宽24m，满足规范规定的在软基上不宜大于35m的要求。
（2）基础处理。闸室基础采用穿透淤泥质粘土层的PHC管桩处理，以减小不均匀沉降，桩长约60m。
（3）限裂设计目标。根据工程环境比较恶劣，主要结构按四类环境考虑，钢筋混凝土结构的裂缝宽度按0.1mm控制。
（4）材料要求。根据工程处在海水环境，防腐要求高的情况，业主单位委托有关科研单位进行了配比试验研究，最终选用高性能混凝土，主要采用了大量的掺合料（磨细矿渣、粉煤灰），其中的C30二级配混凝土配比为：小石子：622 kg/m3；中石子：622kg/m3；砂子：641 kg/m3；水：158kg/m3；水泥：138.3 kg/m3；矿渣微粉：241 kg/m3；外加剂2.96 kg/m3。水泥采用低碱水泥，骨料要求为非碱活性。混凝土强度指标采用C30和C40。闸墩、胸墙、管道间、轨道梁混凝土掺用了聚丙烯纤维，聚丙烯纤维由宁波大成公司生产、杭州科林工贸公司提供，掺量为0.9kg/m3。
（5）对主要结构采取的设计措施。对大跨度的闸底板、胸墙、管道间、轨道梁采用预应力钢丝，按不出现裂缝设计。要求闸墩的底部1m与闸底板一起浇筑，以减小底板对闸墩的约束。门槽等局部部位增设限裂钢筋网。部分二期混凝土掺用膨胀剂，采用TEA混凝土微膨胀剂。
（6）混凝土温控的设计与研究。本工程闸底板、闸墩长度较长、体积较大，属大体积混凝土，施工期主要为高温季节，业主单位委托有丰富经验的河海大学朱教授进行混凝土温控的施工仿真研究，主要研究结果为“表面保温、内部降温”，通过计算，提出了不同季节、不同部位混凝土施工的温控措施，对入仓温度、模板要求、拆模时间（建议10~14天拆模，实际7~15天）、通水冷却、新浇混凝土保温、保湿养护等提出了具体指标数据。
3.3 施工采用的防裂措施
3.3.1 控制入仓温度不超过28℃
为了满足砼入仓温度不超过28℃的要求，考虑实际施工中的不均衡性，按砼入仓温度为27.5℃控制。考虑砼运输过程中的温度升高影响，按2℃估算，则出机口温度应控制在25.5℃以内。
3.3.1.1 降低原材料温度
（1）骨料
①对黄砂及0.5-2石子，控制其取料温度为27℃以内。在堆料仓内埋设冷却水管进行通水冷却，冷却水管采用2吋镀锌管，采用螺旋形布置。冷却水采用1台10×104Kcal/h的制冷机生产，每小时冷却水产量约为10T，水温控制在10℃左右。
②对2-4石子控制其取料温度在26℃以内。采用埋设冷却风管进行风冷的方法，冷却风管布置形式同冷却水管。风管采用花管形式，选用2吋镀锌管。制冷机械利用安装在地垄内的KCF50-TX(RLF80)型降温空调机组（20KW，当环境温度为32℃，送风温度为15℃）。
③砼闸墩开浇前一天晚上22时左右对粗骨料喷洒冷水进行充分湿润，喷洒完毕后表面立即用土工布覆盖，将骨料与外界隔离，减少外界气温对骨料温度的影响。
④地垄内安装一套KCF50-TX(RLF80)型降温空调机组进行风冷，对下料称量斗内的骨料进行集中风冷，同时对平皮带吹冷风，将皮带上的骨料进行降温，地垄内温度控制在22℃左右，并将地垄出口（朝向南围堰的地垄口）进行封闭，只留一个40×40cm的通风窗，减少外界与地垄内的空气对流。
经现场实测，一般在外界气温为32~35℃，骨料仓面不采取任何措施时，骨料表面温度约比外界气温高6~8℃，当采用骨料仓顶面挂遮阳棚及喷洒冷水降温的措施后，基本可以使骨料表面温度与外界气温平衡。骨料经地垄口取料时，地垄口骨料温度约比骨料仓表面骨料温度低5~8℃。当外界气温为35℃时，地垄口骨料温度约为27~28℃，在对骨料采取进行水冷或风冷及地垄内进行冷风降温的措施后，基本可以保持地垄口骨料温度在24℃以下。当外界气温不超过38℃时，基本可以保持地垄口骨料温度在26~27℃，满足骨料温度控制要求。
（2）水
①接自工业用水池的引水管路及自制冷机引至拌和楼的输水管路沿地面敷设部分均埋入地下60~70cm，防止阳光直晒导致水温升高。
②拌和系统另配备1台10×104Kcal/h的制冷机，每小时冷却水产量约为5T，水温控制在6℃左右。在浇筑砼时，1台制冷机生产的冷却水供应拌和楼用水。
按闸墩砼配合比，每立方砼需水量为164kg，闸墩砼浇筑强度为29.12m3/h,拌和用冷水小时需用量为4.78T。
③若由于外界气温过高或其它原因导致骨料温度偏高，使砼出机口温度满足不了要求时，则进一步采取加冰屑搅拌降温措施，在地垄出口设置一台碎冰机，制作冰屑。砼拌和时，掺加冰屑进行拌和，以进一步降低砼出机口温度，用量为10~35kg/m3。
（3）水泥、矿碴
①将冷却水管引至水泥罐及矿碴罐顶，在顶部喷淋冷水使冷水沿罐壁流下，使罐内水泥及矿碴热量可以快速散发，从而降低水泥及矿碴温度，避免水泥、矿碴温度过高影响砼出机口温度。
②在螺旋输送机顶平行布置一根冷却水管，设置成洒水花管，喷淋冷水使螺旋输送机壁温度降低，从而进一步降低水泥和矿碴的温度。
3.3.1.2 砼运输、浇筑控制
（1）加强道路养护，提高机械完好率，避免机械故障，缩短混凝土运输及等待卸料的时间。
（2）砼吊罐表面用泡沫板包裹进行保温，减少砼运输过程中的温度升高量。经实测，采取保温措施后比不采取保温措施的情况下，在20分钟内温度升高值要低约1℃。
（3）砼入仓后及时进行平仓振捣，加快覆盖速度，缩短混凝土的暴露时间。
（4）采用喷洒水雾的方法降低仓面气温。对闸墩大钢模，在其外表面铺设花管进行喷洒冷水降温，防止大钢模表面温度过高而对已入仓砼的温度控制带来不利影响。
（5）对闸墩砼，由于其仓面较小，在其顶部利用满铺脚手片，顶面再铺一层土工布形成遮阳棚进行防晒。经实测，采取遮阳措施后比不采取遮阳措施的情况下，砼仓面内温度要低约7~10℃。
3.3.2 控制温升、内外温差及降温速率
3.3.2.1控制混凝土浇筑后二天内温升值不大于30℃
鉴于每块底板砼相对于待浇筑的闸墩而言是块“人造基岩”，对闸墩砼起强约束作用，尤其是胸墙底面高程▽4.5m以下部分受其影响较大，如何控制闸墩混凝土的温升值，减少绝对膨胀值就显得非常重要。为了达到这一目的，又考虑闸墩上部混凝土受底板强约束的影响相对较小，故在闸墩砼内▽-0.1~▽3.9之间沿竖向每隔40cm设置一道Φ40mm的冷却水管进行通水冷却，在水平面内，通水管在胸墙部位以下设置二排，其余部位为一排。为了更好地进行降温控制，闸墩以▽1.5m为界分上下二层分别进行通水冷却，即分别设置独立的进出水口。
夏季高温季节，在砼浇筑开始前夕开始水管通水；水源采用现场附近地下水，水温不高于18℃；通水方向在通水的第一天内为每隔2小时变换一次方向，第二天每个4小时变换一次，第三天每隔半天变换一次，第四天后每隔一天变换一次，不间断地连续通水7天。流量为3.75m3 /h。
在秋季时，闸墩砼开始浇筑时，即开始进行冷却水管通水，通水方法同上。
为了能够准确知道混凝土内部的温度情况，在闸墩内部设置了测温计，在第一联闸墩中共埋设了D1~D10共10个测温计(具体位置参见附图)，其后的闸墩内只保留了胸墙下部范围的有代表性的D4、D5、D7、D9等4个测温计，其中D4、D5点位于▽0.6m，D7、D9点位于▽4.0m；D4、D7点在闸墩断面中部，D5、D9点离闸墩侧面仅4cm。温度观测频率为每2小时观测一次，当混凝土内部温度降低至35℃以下时，可不再观测。当D4、D7点即将达到温度时，则加密观测，以准确掌握混凝土内部温升。
在D4、D7点达到温度前，主要是确保有足够的通水流量，以控制混凝土内部的温升值不超过30℃。
由于D4点被混凝土覆盖到D7点被混凝土覆盖约需8~9小时，当D4点达到温度后需要调节通水流量控制降温速率时，而D7点仍处于温度上升期，需要继续保持通水流量控制温升。鉴于此，通水管以▽1.5m为界分上下二层分别进行通水冷却。
3.3.2.2 控制混凝土降温速率不大于4℃/d
当D4、D7点达到温度后，关键是控制混凝土温度的降低速率，主要通过调节通水流量来实现，并依据观测数据进行实时调整，当降温速率超过4℃/d时，则进一步减小通水流量，直至停止通水，如果仍不能有效控制降温速率，则说明外界气温与混凝土内部温度相差较大，模板保温效果不够，主要通过在闸墩模板表面加贴泡沫板等进行保温来减缓混凝土的降温速率。
3.3.2.3控制混凝土内外温差不大于13℃
在采取措施保证混凝土温升不大于设计要求的同时，还必须采取可靠措施，控制混凝土内外温差，避免内外温差过大而在混凝土表面形成拉力产生裂缝。本工程设计要求D4与D5、D7与D9点在早期二天内任何时刻的混凝土内外温差不大于13℃。由于混凝土内部温度受外界温度影响较小降温相对较慢，而混凝土表面则受外界温度影响明显降温较快，故主要通过在闸墩模板表面加贴1cm的泡沫板来对表面混凝土进行保温。对于闸墩后浇块，由于先浇块的存在背面散热条件不良，闸墩内部温度不易散发，而正面混凝土散热较快，故主要对正面模板加厚保温层必要时另加喷灯进行加热，以减小温差。
四、水闸混凝土裂缝的处理
4.1 裂缝处理原则
水闸混凝土出现裂缝是比较常见的，一般来说，钢筋混凝土结构是按照限裂设计的，当裂缝对工程造成危害时，才需要处理，处理的主要原则为：贯穿性裂缝必须处理；裂缝宽度超过规范要求时必须处理。其它类型的裂缝可根据外观要求，再考虑是否需要进行装饰处理。
4.2 裂缝处理的主要方法
4.2.1 贯穿性裂缝的处理
（1）按活动缝处理
有些贯穿性裂缝是由于结构分缝不合理引起，若按死缝处理，处理后仍会在附近出现同样的裂缝，则需作为活动缝处理，处理后可满足防渗和耐久性功能要求，处理方法为：表面凿槽——埋灌浆管——表面封闭——灌丙凝（聚氨脂）浆液。
（2）按死缝处理
因结构需要，必须恢复结构强度，则需按死缝进行加固处理，一般处理方法为：凿槽——埋灌浆管——表面封闭——环氧灌浆，表面封闭需采用粘贴碳纤维布、芳韧纤维布等加固性材料。
4.2.2 一般性浅表裂缝处理
（1）缝宽超过规范要求
一般采用凿槽后用水泥砂浆封闭，要求较高的可采用聚合物砂浆，为追求装饰效果，砂浆颜色应作一些调试。
（2）缝宽小于规范要求
可不作处理，若影响外观质量，可考虑采用一种水泥基的涂抹材料XYPEX（赛柏斯）处理，此材料具有增强砼抗渗性和抗冻性的功效，据称可向缝内渗透40cm，并产生结晶，使裂缝愈合。
五、结束语
水闸混凝土出现裂缝是常见病，通过精心设计、认真选材、严格施工管理，危害大的裂缝是可以避免的。
1.1设计原因产生的裂缝
（1）构件断面突变过多，产生应力集中，若不采取措施，断面缩小处以及阴角部位容易出现裂缝；
（2）闸底板或闸墩太长，容易出现伸缩变形引起的裂缝；
（3）承重梁板尺寸太小，刚度不足，受拉部位易产生裂缝。
1.2混凝土材料原因产生的裂缝
（1）使用导致混凝土收缩性较高的矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥，以及水泥标号过低或水灰比过大均易产生裂缝。此外，将不同厂家的水泥混用，也是产生裂缝的重要因素。
（2）混凝土中粗骨料的用量大，针片状石子含量高，会造成混凝土内部孔隙增多，细骨料的粒径及含泥量超标等会造成混凝土强度下降，易引起裂缝。
（3）选用碱活性骨料，使水泥中的碱性物质与骨料中的活性氧化硅等起反应，生成胶状物，因体积膨胀而产生裂缝。
（4）有些水泥拌制的混凝土出现离析、泌水等不良现象，造成混凝土各种组份分布不均匀，水化反应差异性大，容易产生裂缝。另外，混凝土中大量加入粉煤灰等掺合料以减少水泥用量，此时混凝土早期强度不足以抵抗早期的内部拉应力而出现裂缝。
（5）外加剂（如膨胀剂）选择不当，或误用假冒产品，也会产生裂缝。
1.3施工原因产生的裂缝
（1）混凝土钢筋保护层偏小、混凝土坍落度偏大、混凝土表面收浆不好，易产生因沉淀而产生的裂缝，裂缝沿钢筋纵向出现，或以预埋件为中心出现辐射状裂缝，出现裂缝部位一般会高于周围混凝土表面。
（2）混凝土浇筑完毕后抹面及养护不及时会造成塑性裂缝，塑性裂缝一般不长，深度也浅，往往表现为中间宽两头细。
（3）在混凝土水化反应初期若表面失水会产生干缩裂缝，在干缩过程中，混凝土遇到如钢筋或其他预埋件的约束，在混凝土内部产生的拉应力超过混凝土抗拉强度时就会产生裂缝。在配筋率较大（超过3%）的构件中，钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂。另外，骨料的大小和级配对干缩也有影响，如使用偏细砂（或硅粉等比表面积大的材料）时，会使混凝土收缩值增大。一般来说，胶凝材料用量越多、构件尺寸越小或越薄、空气湿度越小，干缩量则越大。干缩裂缝的特征是表面开裂，走向为纵横交错，没有规律性，裂缝宽度和长度都较小。
（4）新老混凝土间隔时间过长易产生因约束而引起的裂缝，下层混凝土龄期超过一个月，再浇筑上层混凝土，会因为新老混凝土之间弹性模量差异过大，老混凝土对新浇混凝土产生较强的约束，使新混凝土产生裂缝。
（5）夏天浇筑混凝土，由于入仓温度过高，水泥水化产生的热量还将使混凝土内部温度进一步升高，导致混凝土体积的变化，当体积变化引起的拉伸应变超过混凝土的极限应变时，混凝土将会开裂。
（6）低温季节浇筑混凝土，遇寒潮来袭，产生内外温差过大，未采取保温措施，也容易使混凝土产生裂缝。
（7）底模或基础产生沉降，会使混凝土构件产生较大的结构内力（弯矩、剪力）。
二、水闸混凝土的主要防裂措施
（1）设计时应通过计算确定构件尺寸，断面突变处采用增加配筋等措施，超长构件采用设后浇带等方法，闸墩的构造钢筋应不小于规范要求的配筋量，以减少裂缝出现的可能性。
（2）水泥应选用收缩性较低的水泥，合理搭配水泥与混凝土强度等级之间关系。一般情况下，水泥强度比所使用的混凝土强度大一个等级。如配置C30混凝土，使用强度等级为42.5的水泥比较合适，可以达到合理的水灰比，保证施工质量。不能只为片面追求经济效益，使用高标号水泥、大水灰比的配合比。严禁不同厂家的水泥混用。
（3）选用级配良好的粗、细骨料，严禁粗骨料中针片状石子超标，尽量不使用细砂，含泥量严格控制在规范要求以内，氯离子含量不得超标。尽量选用收缩率小的骨料，碱活性骨料不得使用。
（4）对于大体积混凝土，尽量使用水化热低的水泥，可考虑外掺粉煤灰、磨细矿渣等材料，但应通过配合比试验论证确定。
（5）减水剂、膨胀剂等外加剂应选用公认的品牌，谨防假冒产品影响混凝土质量，通过试验验证后再用。掺用聚丙烯纤维对防止混凝土出现表面裂缝非常有效。
（6）要严格控制钢筋间距和模板尺寸，尽量采用小水灰比、小坍落度混凝土，保护层厚度应达到设计要求。新浇混凝土的抹面工作要及时，一般不少于两遍。
（7）尽量避开在高温天气浇筑混凝土，入仓温度应控制在规范允许的范围内，若在高温季节浇筑混凝土，则应采取降低骨料温度、降低拌和水温度、加冰屑、运输罐保温、新浇混凝土通水冷却等措施，对浇筑完毕的混凝土要及时洒水养护或用塑料薄膜对混凝土进行覆盖。
（8）冬季浇筑混凝土应做好新浇混凝土的保温工作，应适当延长拆模时间，特别在寒潮侵袭时，一定要做好表面覆盖，有必要时可采用搭棚升温，对闸底板可采用蓄水养护等措施。
三、曹娥江大闸混凝土的主要防裂措施
3.1 工程概况
曹娥江大闸枢纽工程位于浙江省绍兴市，钱塘江下游右岸主要支流曹娥江河口，是浙东引水工程的配水枢纽。工程建设任务为防潮（洪）、治涝、水资源开发利用，兼顾改善水环境和航运等。
本工程为Ⅰ等工程，主要建筑物为1级建筑物，工程设计泄洪流量11030m3/s，防洪标准为100年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核；挡潮标准为100年一遇高潮位设计，500年一遇高潮位校核。大闸枢纽主要由挡潮泄洪闸、堵坝、导流堤、鱼道以及管理区等组成。挡潮泄洪闸总净宽560m，闸底板高程-0.5m，共设28孔，闸孔净宽20.0m。工程总投资约13亿元人民币。
闸室为整体式结构，闸底板厚2.5m，闸墩厚4m，闸墩中间分缝，底板顺水流向长26m，垂直水流向宽24m，胸墙底高程为4.5m，顶高程为12.5m；闸上设交通桥，桥宽8.0m，为空箱式结构，空箱内布置电气设备和启闭机油压设备及管道。
3.2 防裂措施的设计与研究
（1）结构分缝。每孔闸为一个结构段，顺水流方向长26m，垂直水流方向宽24m，满足规范规定的在软基上不宜大于35m的要求。
（2）基础处理。闸室基础采用穿透淤泥质粘土层的PHC管桩处理，以减小不均匀沉降，桩长约60m。
（3）限裂设计目标。根据工程环境比较恶劣，主要结构按四类环境考虑，钢筋混凝土结构的裂缝宽度按0.1mm控制。
（4）材料要求。根据工程处在海水环境，防腐要求高的情况，业主单位委托有关科研单位进行了配比试验研究，最终选用高性能混凝土，主要采用了大量的掺合料（磨细矿渣、粉煤灰），其中的C30二级配混凝土配比为：小石子：622 kg/m3；中石子：622kg/m3；砂子：641 kg/m3；水：158kg/m3；水泥：138.3 kg/m3；矿渣微粉：241 kg/m3；外加剂2.96 kg/m3。水泥采用低碱水泥，骨料要求为非碱活性。混凝土强度指标采用C30和C40。闸墩、胸墙、管道间、轨道梁混凝土掺用了聚丙烯纤维，聚丙烯纤维由宁波大成公司生产、杭州科林工贸公司提供，掺量为0.9kg/m3。
（5）对主要结构采取的设计措施。对大跨度的闸底板、胸墙、管道间、轨道梁采用预应力钢丝，按不出现裂缝设计。要求闸墩的底部1m与闸底板一起浇筑，以减小底板对闸墩的约束。门槽等局部部位增设限裂钢筋网。部分二期混凝土掺用膨胀剂，采用TEA混凝土微膨胀剂。
（6）混凝土温控的设计与研究。本工程闸底板、闸墩长度较长、体积较大，属大体积混凝土，施工期主要为高温季节，业主单位委托有丰富经验的河海大学朱教授进行混凝土温控的施工仿真研究，主要研究结果为“表面保温、内部降温”，通过计算，提出了不同季节、不同部位混凝土施工的温控措施，对入仓温度、模板要求、拆模时间（建议10~14天拆模，实际7~15天）、通水冷却、新浇混凝土保温、保湿养护等提出了具体指标数据。
3.3 施工采用的防裂措施
3.3.1 控制入仓温度不超过28℃
为了满足砼入仓温度不超过28℃的要求，考虑实际施工中的不均衡性，按砼入仓温度为27.5℃控制。考虑砼运输过程中的温度升高影响，按2℃估算，则出机口温度应控制在25.5℃以内。
3.3.1.1 降低原材料温度
（1）骨料
①对黄砂及0.5-2石子，控制其取料温度为27℃以内。在堆料仓内埋设冷却水管进行通水冷却，冷却水管采用2吋镀锌管，采用螺旋形布置。冷却水采用1台10×104Kcal/h的制冷机生产，每小时冷却水产量约为10T，水温控制在10℃左右。
②对2-4石子控制其取料温度在26℃以内。采用埋设冷却风管进行风冷的方法，冷却风管布置形式同冷却水管。风管采用花管形式，选用2吋镀锌管。制冷机械利用安装在地垄内的KCF50-TX(RLF80)型降温空调机组（20KW，当环境温度为32℃，送风温度为15℃）。
③砼闸墩开浇前一天晚上22时左右对粗骨料喷洒冷水进行充分湿润，喷洒完毕后表面立即用土工布覆盖，将骨料与外界隔离，减少外界气温对骨料温度的影响。
④地垄内安装一套KCF50-TX(RLF80)型降温空调机组进行风冷，对下料称量斗内的骨料进行集中风冷，同时对平皮带吹冷风，将皮带上的骨料进行降温，地垄内温度控制在22℃左右，并将地垄出口（朝向南围堰的地垄口）进行封闭，只留一个40×40cm的通风窗，减少外界与地垄内的空气对流。
经现场实测，一般在外界气温为32~35℃，骨料仓面不采取任何措施时，骨料表面温度约比外界气温高6~8℃，当采用骨料仓顶面挂遮阳棚及喷洒冷水降温的措施后，基本可以使骨料表面温度与外界气温平衡。骨料经地垄口取料时，地垄口骨料温度约比骨料仓表面骨料温度低5~8℃。当外界气温为35℃时，地垄口骨料温度约为27~28℃，在对骨料采取进行水冷或风冷及地垄内进行冷风降温的措施后，基本可以保持地垄口骨料温度在24℃以下。当外界气温不超过38℃时，基本可以保持地垄口骨料温度在26~27℃，满足骨料温度控制要求。
（2）水
①接自工业用水池的引水管路及自制冷机引至拌和楼的输水管路沿地面敷设部分均埋入地下60~70cm，防止阳光直晒导致水温升高。
②拌和系统另配备1台10×104Kcal/h的制冷机，每小时冷却水产量约为5T，水温控制在6℃左右。在浇筑砼时，1台制冷机生产的冷却水供应拌和楼用水。
按闸墩砼配合比，每立方砼需水量为164kg，闸墩砼浇筑强度为29.12m3/h,拌和用冷水小时需用量为4.78T。
③若由于外界气温过高或其它原因导致骨料温度偏高，使砼出机口温度满足不了要求时，则进一步采取加冰屑搅拌降温措施，在地垄出口设置一台碎冰机，制作冰屑。砼拌和时，掺加冰屑进行拌和，以进一步降低砼出机口温度，用量为10~35kg/m3。
（3）水泥、矿碴
①将冷却水管引至水泥罐及矿碴罐顶，在顶部喷淋冷水使冷水沿罐壁流下，使罐内水泥及矿碴热量可以快速散发，从而降低水泥及矿碴温度，避免水泥、矿碴温度过高影响砼出机口温度。
②在螺旋输送机顶平行布置一根冷却水管，设置成洒水花管，喷淋冷水使螺旋输送机壁温度降低，从而进一步降低水泥和矿碴的温度。
3.3.1.2 砼运输、浇筑控制
（1）加强道路养护，提高机械完好率，避免机械故障，缩短混凝土运输及等待卸料的时间。
（2）砼吊罐表面用泡沫板包裹进行保温，减少砼运输过程中的温度升高量。经实测，采取保温措施后比不采取保温措施的情况下，在20分钟内温度升高值要低约1℃。
（3）砼入仓后及时进行平仓振捣，加快覆盖速度，缩短混凝土的暴露时间。
（4）采用喷洒水雾的方法降低仓面气温。对闸墩大钢模，在其外表面铺设花管进行喷洒冷水降温，防止大钢模表面温度过高而对已入仓砼的温度控制带来不利影响。
（5）对闸墩砼，由于其仓面较小，在其顶部利用满铺脚手片，顶面再铺一层土工布形成遮阳棚进行防晒。经实测，采取遮阳措施后比不采取遮阳措施的情况下，砼仓面内温度要低约7~10℃。
3.3.2 控制温升、内外温差及降温速率
3.3.2.1控制混凝土浇筑后二天内温升值不大于30℃
鉴于每块底板砼相对于待浇筑的闸墩而言是块“人造基岩”，对闸墩砼起强约束作用，尤其是胸墙底面高程▽4.5m以下部分受其影响较大，如何控制闸墩混凝土的温升值，减少绝对膨胀值就显得非常重要。为了达到这一目的，又考虑闸墩上部混凝土受底板强约束的影响相对较小，故在闸墩砼内▽-0.1~▽3.9之间沿竖向每隔40cm设置一道Φ40mm的冷却水管进行通水冷却，在水平面内，通水管在胸墙部位以下设置二排，其余部位为一排。为了更好地进行降温控制，闸墩以▽1.5m为界分上下二层分别进行通水冷却，即分别设置独立的进出水口。
夏季高温季节，在砼浇筑开始前夕开始水管通水；水源采用现场附近地下水，水温不高于18℃；通水方向在通水的第一天内为每隔2小时变换一次方向，第二天每个4小时变换一次，第三天每隔半天变换一次，第四天后每隔一天变换一次，不间断地连续通水7天。流量为3.75m3 /h。
在秋季时，闸墩砼开始浇筑时，即开始进行冷却水管通水，通水方法同上。
为了能够准确知道混凝土内部的温度情况，在闸墩内部设置了测温计，在第一联闸墩中共埋设了D1~D10共10个测温计(具体位置参见附图)，其后的闸墩内只保留了胸墙下部范围的有代表性的D4、D5、D7、D9等4个测温计，其中D4、D5点位于▽0.6m，D7、D9点位于▽4.0m；D4、D7点在闸墩断面中部，D5、D9点离闸墩侧面仅4cm。温度观测频率为每2小时观测一次，当混凝土内部温度降低至35℃以下时，可不再观测。当D4、D7点即将达到温度时，则加密观测，以准确掌握混凝土内部温升。
在D4、D7点达到温度前，主要是确保有足够的通水流量，以控制混凝土内部的温升值不超过30℃。
由于D4点被混凝土覆盖到D7点被混凝土覆盖约需8~9小时，当D4点达到温度后需要调节通水流量控制降温速率时，而D7点仍处于温度上升期，需要继续保持通水流量控制温升。鉴于此，通水管以▽1.5m为界分上下二层分别进行通水冷却。
3.3.2.2 控制混凝土降温速率不大于4℃/d
当D4、D7点达到温度后，关键是控制混凝土温度的降低速率，主要通过调节通水流量来实现，并依据观测数据进行实时调整，当降温速率超过4℃/d时，则进一步减小通水流量，直至停止通水，如果仍不能有效控制降温速率，则说明外界气温与混凝土内部温度相差较大，模板保温效果不够，主要通过在闸墩模板表面加贴泡沫板等进行保温来减缓混凝土的降温速率。
3.3.2.3控制混凝土内外温差不大于13℃
在采取措施保证混凝土温升不大于设计要求的同时，还必须采取可靠措施，控制混凝土内外温差，避免内外温差过大而在混凝土表面形成拉力产生裂缝。本工程设计要求D4与D5、D7与D9点在早期二天内任何时刻的混凝土内外温差不大于13℃。由于混凝土内部温度受外界温度影响较小降温相对较慢，而混凝土表面则受外界温度影响明显降温较快，故主要通过在闸墩模板表面加贴1cm的泡沫板来对表面混凝土进行保温。对于闸墩后浇块，由于先浇块的存在背面散热条件不良，闸墩内部温度不易散发，而正面混凝土散热较快，故主要对正面模板加厚保温层必要时另加喷灯进行加热，以减小温差。
四、水闸混凝土裂缝的处理
4.1 裂缝处理原则
水闸混凝土出现裂缝是比较常见的，一般来说，钢筋混凝土结构是按照限裂设计的，当裂缝对工程造成危害时，才需要处理，处理的主要原则为：贯穿性裂缝必须处理；裂缝宽度超过规范要求时必须处理。其它类型的裂缝可根据外观要求，再考虑是否需要进行装饰处理。
4.2 裂缝处理的主要方法
4.2.1 贯穿性裂缝的处理
（1）按活动缝处理
有些贯穿性裂缝是由于结构分缝不合理引起，若按死缝处理，处理后仍会在附近出现同样的裂缝，则需作为活动缝处理，处理后可满足防渗和耐久性功能要求，处理方法为：表面凿槽——埋灌浆管——表面封闭——灌丙凝（聚氨脂）浆液。
（2）按死缝处理
因结构需要，必须恢复结构强度，则需按死缝进行加固处理，一般处理方法为：凿槽——埋灌浆管——表面封闭——环氧灌浆，表面封闭需采用粘贴碳纤维布、芳韧纤维布等加固性材料。
4.2.2 一般性浅表裂缝处理
（1）缝宽超过规范要求
一般采用凿槽后用水泥砂浆封闭，要求较高的可采用聚合物砂浆，为追求装饰效果，砂浆颜色应作一些调试。
（2）缝宽小于规范要求
可不作处理，若影响外观质量，可考虑采用一种水泥基的涂抹材料XYPEX（赛柏斯）处理，此材料具有增强砼抗渗性和抗冻性的功效，据称可向缝内渗透40cm，并产生结晶，使裂缝愈合。
五、结束语
水闸混凝土出现裂缝是常见病，通过精心设计、认真选材、严格施工管理，危害大的裂缝是可以避免的。
水闸混凝土防裂措施及裂缝处理
(7)尽量避开在高温天气浇筑混凝土,入仓温度应控制在规范允许的范围内,若在高温季节浇筑混凝土,则应采取降低骨料温度、降低拌和水温度、加冰屑、运输罐保温、新浇混凝土通水冷却等措施,对浇筑完毕的混凝土要及时洒水养护或用塑料薄膜对混凝土进行覆盖。 (8)冬季浇筑混凝土应做好新浇混凝土的保温工作,应适当延长拆模时间...
混凝土裂缝预防及处理
混凝土中添加防裂剂是预防裂缝的最佳方法。防裂剂可以有效减少混凝土在硬化过程中产生的微裂纹，提高其整体强度和耐久性。对于已经出现的裂缝，我们需要根据其大小和位置采取不同的处理措施。小裂缝可以通过表面修补和涂层覆盖来解决，而对于较大的裂缝，则需要注入修补材料，确保裂缝完全密封，防止水分渗透。我...
混凝土工程裂缝预防与控制?
在混凝土浆体中加入适量的外加剂能够使混凝土和易性好,可以在混凝土表面形成薄膜,减少混凝土水分的蒸发,有效降低混凝土干缩裂缝的产生。3混凝土裂缝的控制措施3.1从设计和准备工作入手在混凝土工程结构设计中,应处理好工程的整体结构,在工程整体结构的变形控制没有足够余地时,应当在结构设计中合理的配置构造钢筋,这样能够有效...
混凝土防止开裂技术措施?
1.承台大体积混凝土的浇筑选择在一天中气温较低时进行,并采取减少浇筑层厚度、延长浇筑时间和散热时间,分成几层较薄的浇筑层,每层厚度不大于1.5m,加快混凝土散热速度;覆盖混凝土用料避免日光暴晒,用冷却水搅拌混凝土降低入仓温度控制在10～15℃范围内,最好控制在1℃左右;在混凝土内埋设冷却钢管通水冷却;浇筑后立即采取...
现浇混凝土施工裂缝原因分析及预防措施?
（2）热天浇筑混凝土时分层浇筑，减小浇筑厚度，利用浇筑层面散热。（3）在混凝土中埋设降温水管，通入冷水降温。（4）合理安排浇筑顺序，避免过大的高差和侧面长期暴露。（5）注意控制钢筋位置，防止钢筋位移造成混凝土保护层过大而开裂。浇筑薄形构件时，控制措施尤为重要：（1）严禁在浇筑时在混凝土中...
混凝土裂缝产生的原因及控制措施论文
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混凝土裂缝控制，还可以采取以下几条措施：根据工程需要增设防裂钢筋网片；严格控制材料如碎石级配、砂的细度模数及它们的含泥量；用冷却水拌和混凝土，在泵送或运送过程中设法避免升温过大；分层浇注，每层厚不大于0.5 m，振捣要密实；认真进行混凝土表面处理，多次收浆，避免收缩裂缝；有条件还可进行温度...
混凝土裂缝成因及控制措施
在控制混凝土裂缝方面，设计阶段的合理布局和构造措施至关重要。设计应考虑混凝土结构体型、刚度分布、收缩变形积累等因素，采取适当的设计方案和防裂构造措施。在施工阶段，确保混凝土拌合物均匀、模板支撑稳定、施工工艺规范，以及适当的养护时间，都能有效减少裂缝的产生。此外，施工质量的把控、使用的原材料和...
铁路大体积混凝土防裂措施
最后，加强施工监控是确保大体积混凝土防裂措施有效实施的重要保障。通过实时监测混凝土的温度、应力等参数，及时发现并处理异常情况，可以确保混凝土结构的施工质量和安全性。综上所述，通过优化配合比、控制温升、改善约束条件以及加强施工监控等措施，可以有效防止铁路大体积混凝土的开裂问题，确保铁路建设的顺利...
水利工程混凝土裂缝的类型与防治?
温控防裂措施。为了防止裂缝,水利施工现场采取以下措施:改善骨料级配,用干硬性混凝土掺混合料,加引气剂或塑化剂等,减少混凝土中的水泥用量;搅拌混凝土时加水或用水将碎石冷却,降低混凝土的浇筑温度;热天浇筑混凝土尤其是大体积混凝土时应尽量减少浇筑厚度,最好控制在500mm以内,以便于表面散热;第二层浇筑应在第一段...