论火力发电厂水工结构裂缝成因预防措施

【摘要】文章分析了火力发电厂水工结构裂缝的形成原因及危害，探讨了预防及防治措施。

【关键词】火力发电厂；水工结构；裂缝成因；预防措施

1 火力发电厂水工结构裂缝形成原因分析

1.1形成裂缝的内部因素

裂缝就是指在固体材料当中出现的某种不连续的现象。在火力发电厂水工结构的工程施工中，如果出现一些微观的裂缝，不及时采取措施就会造成裂缝的增加及扩展，这样就会造成应力应变曲线向水平倾斜，导致应力明显滞后于应变，造成工程结构持久强度的降低。在这种情况下，一旦受到一些大的负荷的影响及作用，会导致宏观裂缝的产生。

1.2 形成裂缝的外部因素

裂缝的产生受到很多外部因素的影响，由各种直接作用的外荷载如静、动荷载引起的直接应力就会导致裂缝的产生，这一类荷载产生的应力是比较明确的，也比较直接，能够通过常规的计算方法进行计算，所以能够实现在设计过程的有效控制。

结构次应力也会引起裂缝的产生，这种应力的产生，是因为结构物的实际工作状态与常规模型的出入，造成应力集中部位裂缝的产生。在工程的实践中，这种裂缝比较常见，造成这种裂缝主要是因为变形得不到满足而引起了附加应力，当着这种附加应力的值达到一定的值，就会导致裂缝的产生。

2火力发电厂水工结构裂缝危害性分析

2.1裂缝影响结构的整体性

当结构出现贯穿性裂缝以后，要恢复结构的整体性是很困难的。裂缝开展得很宽将预示着结构临近破坏，并且可能伴随着商品混凝土剥落。剪切裂缝多产生于靠近支座或大的集中荷载附近，早期的温度裂缝直接影响到钢筋商品混凝土构件的完整性。当裂缝影响了剪应力的传递时，它会影响到结构的安全。

2.2裂缝导致结构使用功能上不正常

对堆石坝商品混凝土面板而言，由外部环境产生的早期温度裂缝往往贯穿整个截面厚度，这样会引起渗漏。对挡水建筑物来说，裂缝渗漏水会严重影响建筑物的使用功能，即使水量的损失本身并不严重，但裂缝的存在往往会限制蓄水位。

2.3裂缝会影响结构的耐久性

所有现行的标准和规范都把限制裂缝的宽度作为一项耐久性指标。横向裂缝通常是指垂直于受拉钢筋方向的裂缝，一般由外荷载引起。为了结构耐久性的要求和结构的美观，各国设计规范中对裂缝宽度均作了限制。因为单根钢丝断面小，高应力及高强钢材的变形性能较差，很可能发生突然断裂。因钢筋全面锈蚀引起商品混凝土结构的顺筋向开裂对结构的危害性更大，是目前影响结构耐久性的主要危险，具有一定厚度且密实的保护层，对防止商品混凝土顺筋向开裂至关重要。

3 火力发电厂水工结构裂缝预防措施分析

电厂水工结构中主要包括：冷却塔、各类水池、水泵房、排水沟、排水口、循环水管的外衬、灰场排水卧管。从设计的角度，笔者认为主要注意以下几点：

第一：对于建筑物的强度必须要做好保证，应当根据现有的规范，针对作用的直接荷载进行详细的分析，尤其是水荷载。

第二：复核最大裂缝宽度，最大裂缝宽度应控制在0.2mm。使裂缝分散。在配筋中尽可能均匀分布配筋，采用小直径小间距筋；采取措施，尽量避免荷载体形突变引起的应力突变而使裂缝集中发生。

第三：加强构造措施以及注意温度应力的影响和在较长池如煤泥沉淀池、综合泵房下部结构中，宜设置后浇带。后浇带的一般形式是：缝宽700～1000mm，宜与施工缝同时考虑；缝为企形式为宜；钢筋连续不断；遇墙断墙、遇底板断底板；在保留时间到后，浇补偿收缩混土。

第四：土水化热所引起。在施工过程中必须尽可能减少入模温度，在浇筑时应薄层浇筑，采用保温养护、缓慢降温；同时宜用浸水养护，这对增加强度及减少发缩均十分有利。

第五，对于冷却塔其下部采用对称的环形基础，环形基础为较大体积混凝土结构，由于温度应力可引起常见的放射形裂缝。在工程实际中，采用分段浇筑，设后浇带和加膨胀剂。浇筑完后，应及时回填，并从浇筑至运行期全程覆盖养护，还必须严格控制水灰比。

火电厂水工结构工程裂缝在预防措施上，要根据现有的规范，加大水荷载的分析，以保证建筑物能够达到一定的强度。在施工中，要注意复核最大裂缝的宽度，将最大裂缝的宽度应控制在一定的范围内，这样就能实现裂缝的分散。在配筋中要加强配筋的均匀分布，尽量采用一些小直径小间距筋，通过一定的措施来实现荷载体形突变的控制，减少裂缝集中发生的机率。

在预防措施中，还要注意构造措施的加强以及温度应力的影响，在煤泥沉淀池和综合泵房的下部结构中，还要合理设置后浇带。对于循环水泵房的底板及部分侧墙的施工中，还要做好入模温度的控制，通过入模温度的减少降低混凝土饿的水化热现象发生，是实现强度的增加。在冷却塔其下部的施工中，要通过对称环形基础的采用通过分段浇筑来有效控制裂缝的产生。

笔者认为，为了实现裂缝预防措施的理想效果，必须加大结构刚度和强度的控制，通过配筋的设置来实现裂缝出的有效降低。还要进一步加强结构物的适应能力，通过刚度的减少，使得变形之后的结构产生内力重分布，这样就能够减少不均匀沉降和温差等因素所引起的集中应力。在具体设计中，要灵活的运用多个预防措施，通过全面而科学的考虑来实现预防措施的有效整合，从而能够最终选出预防效果最佳的设计方案，以最大限度上减少火力发电水工结构施工中的裂缝问题的发生。

4 火力发电厂水工结构裂缝治理措施分析

针对水工结构工程的抗裂，主要还是以预防作为关键，将后期的治理作为辅助。在具体的施工过程当中即使采取了相应的技术控制措施，可是在水工结构物的设计计算模型和施工过程当中存在很多的不确定因素，难以有效地避免一些有害的裂缝，那么在裂缝发生之后，对于裂缝的修补和治理就显得极为重要。对于火力发电厂水工结构工程当中存在较多的地下构筑物的裂缝，主要实施的治理方法是以压力灌浆法为主。将灌浆材料配成浆液，用压送设备将其注入混凝土孔隙中，使其扩散、胶凝、固化，从而堵塞裂缝即为压力灌浆。

压力灌浆的主要材料有水泥浆、水泥、水玻璃浆、环氧糠酮、氰凝、丙凝等。在压力灌浆堵缝中应注意以下问题：开槽时要注意明裂缝，所开槽应清洁坚实无浮灰、油脂。

砌体结构是水工结构工程中应用较多的另一类结构，如综合泵房、雨淋阀室等，若遇因地基不均匀沉降和温度胀缩引起的裂缝，非贯通性裂缝可以采用裂缝表面封闭法，贯通性裂缝可采用压力灌浆法；对于裂缝较多，宽度较大，或经其他方法处理后又重新开裂的墙体，可采用钢筋网水泥砂浆夹板墙的做法，对墙体加固补强。一种具体做法为：先去掉原有抹灰层，对裂缝进行封闭或表面灌浆处理后，墙两面设置钢筋网，钢筋网间以S形拉结筋固定，再施工M10水泥浆层，厚度为40～60mm。

结 语

总而言之，在火力发电厂的水工结构工程施工建设中，要通过积极有效的措施来预防结构性裂缝的产生，坚持预防为主，治理为辅的防治措施实施，来做好工程结构裂缝的管理。

参考文献

[1]朱红泉. 论火力发电厂水工结构工程裂缝的成因及防治探析[J].云南电力技术，2014（04）

[2]陈云波. 火力发电厂水工结构工程裂缝的成因及防治[J].江苏水利，2013（06）

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