隧道襯砌混凝土裂縫的成因與防治

1、<p>　　隧道襯砌混凝土裂縫的成因與防治</p><p>　　摘要：在山嶺隧道施工過程中，二次襯砌混凝土出現(xiàn)裂縫逐漸成為質(zhì)量問題，并且在一定程度上具有普遍性。本文通過闡述混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，同時(shí)提出預(yù)防和治理裂縫的方法，進(jìn)而為隧道襯砌混凝土施工提供參考依據(jù)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：隧道襯砌 混凝土裂縫 原因分析 防治措施 </p><p>　　

2、在隧道施工過程中，對(duì)于襯砌混凝土需要制定科學(xué)的工程技術(shù)措施，進(jìn)而對(duì)混凝土中裂縫的數(shù)量和寬度進(jìn)行控制。通常情況下，一般采用整體式鋼模板臺(tái)車、泵送混凝土施工工藝對(duì)隧道二次襯砌進(jìn)行施工。但是，在混凝土硬化過程中產(chǎn)生的裂縫，一方面影響了美觀，另一方面給工程質(zhì)量留下隱患。本文通過對(duì)裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行研究分析，同時(shí)提出相應(yīng)的預(yù)防措施，并且對(duì)常見的裂縫治理方法進(jìn)行闡述。 </p><p><b>　　1 裂縫的類型

3、</b></p><p>　　在對(duì)隧道襯砌進(jìn)行施工的過程中，通常情況下，常見的混凝土裂縫主要包括：溫度裂縫、干縮裂縫、變形裂縫，以及由于處理施工縫不當(dāng)，進(jìn)而在一定程度上造成的接茬縫等。 </p><p>　　2 裂縫形成的原因 </p><p>　　通常情況下，很多因素都會(huì)造成混凝土產(chǎn)生裂縫，下面我們進(jìn)行一下分析。 </p><p&g

4、t;　　2.1 設(shè)計(jì)不精心，監(jiān)理不到位 受多方面原因的影響和制約，勘察設(shè)計(jì)單位對(duì)地質(zhì)勘探工作無法深入地展開，進(jìn)而評(píng)價(jià)隧道圍巖類別、設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)等缺乏科學(xué)依據(jù)，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)計(jì)不準(zhǔn)確。由于自身管理和專業(yè)技術(shù)水平的欠缺，個(gè)別建設(shè)單位，監(jiān)理單位的工作不到位，不能很好的履行監(jiān)督職能。 </p><p>　　2.2 施工不規(guī)范 ①對(duì)于二次襯砌的施作時(shí)間通常情況下通過經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定，沒有進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)控量測工作，缺乏安全可靠性，進(jìn)而

5、在一定程度上導(dǎo)致設(shè)計(jì)的二次襯砌荷載超過圍巖的承受壓力。②開挖隧道的過程中，隧道成型差，進(jìn)而導(dǎo)致襯砌混凝土厚度不均勻；在進(jìn)行欠挖或初期支護(hù)過程中，進(jìn)一步侵入襯砌限界，進(jìn)而在一定程度上出現(xiàn)襯砌混凝土厚度不足，使得個(gè)別隧道襯砌混凝土背后出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。③生產(chǎn)混凝土的過程中，計(jì)量原材料存在較大的誤差，對(duì)于施工的用水量沒有根據(jù)砂、石料的實(shí)際含水率進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，進(jìn)而在一定程度上增大了混凝土的水灰比，在摻加外加劑的過程中，具有很大的隨意性。在混凝土運(yùn)

6、輸及泵送過程中，加水現(xiàn)象也普遍存在。④在施工過程中，采用整體式鋼模板臺(tái)車，澆筑混凝土?xí)r，不振搗或漏振的現(xiàn)象普遍存在，進(jìn)一步導(dǎo)致混凝土均質(zhì)性較差。⑤脫模時(shí)間隨意提前，盲目追求施工進(jìn)度，在一定程度上使低強(qiáng)度混凝土承受過量的荷載，導(dǎo)致混凝土的結(jié)構(gòu)遭到破壞?；炷撩撃：?，沒有進(jìn)行相應(yīng)的潮濕養(yǎng)護(hù)。⑥冬期施工時(shí)采取的防寒保溫措施不力。進(jìn)行夏季施工時(shí)，露天堆放砂、石料等，同時(shí)沒有采取必要的降溫措施，進(jìn)而增加了混凝土的入模溫度。 </p>

7、<p>　　2.3 原材料質(zhì)量差、配合比設(shè)計(jì)不合理。 </p><p>　　3 針對(duì)混凝土典型裂縫的預(yù)防 </p><p>　　3.1 溫度裂縫的預(yù)防 溫度裂縫的預(yù)防措施如下：①盡量選用如礦渣水泥、粉煤灰水泥等低熱或中熱水泥。②將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下，減少水泥用量。③摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，改善骨料級(jí)配，降低水化熱。④降低水灰比，一般混凝土的水

8、灰比控制在0.6以下。⑤改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統(tǒng)的三冷技術(shù)的基礎(chǔ)上采用二次風(fēng)冷新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。⑥為改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間，在混凝土中摻加一定量的具有增塑、減水、緩凝等作用的外加劑。⑦預(yù)留溫度收縮縫。⑧為將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內(nèi)，在混凝土中配置少量的鋼筋或者摻入纖維材料。 </p><p>　　3.2 干縮裂縫的預(yù)防 混凝土干縮裂縫主要和

9、混凝土的水灰比、水泥的用量、水泥的成分、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。 </p><p>　　預(yù)防措施如下：①水灰比越大，干縮越大，混凝土的干縮受水灰比的影響較大，因此在混凝土配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量控制好水灰比的選用，同時(shí)摻加合適的減水劑。②選用收縮量較小的水泥，一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。③混凝土的用水量絕對(duì)不能大于配合比設(shè)計(jì)所給定的用水量，嚴(yán)格控制混凝土攪拌和施工中的配合比。④混凝土的

10、早期養(yǎng)護(hù)應(yīng)加強(qiáng)，并適當(dāng)延長混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。冬季施工時(shí)要適當(dāng)延長混凝土保溫覆蓋時(shí)間，并涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。⑤在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置合適的收縮縫。 </p><p>　　3.3 荷載變形裂縫的預(yù)防 荷載變形裂縫預(yù)防措施如下：①應(yīng)對(duì)松軟地基在上部結(jié)構(gòu)施工前進(jìn)行必要的加固。②保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。③地基在混凝土澆灌過程中防止被水浸泡。④要注意拆模的先后次序，且模板拆除的時(shí)間不能太早。 <

11、;/p><p><b>　　4 其他預(yù)防措施 </b></p><p>　　4.1 提高設(shè)計(jì)精度 為設(shè)計(jì)提供詳盡的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)勘探資料，加強(qiáng)工程前期地質(zhì)工作，提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。 </p><p>　　4.2 原材料控制 ①水泥。不同品牌、不同規(guī)格、不同批次的水泥不能混用。應(yīng)盡量減少單位水泥用量，施工現(xiàn)場多使用普通硅酸鹽水泥。②碎石。根據(jù)泵送管路

12、內(nèi)徑的實(shí)際情況，通常情況下可以選擇粒徑較大的碎石。同時(shí)含泥量嚴(yán)格控制在1%，對(duì)于針、片狀物的含量控制在15%，粒徑控制在5～31.5mm，最大不超過40mm。③砂。級(jí)配良好的中砂是首選，嚴(yán)格控制含泥量在3%以內(nèi)。④水。最好選用飲用水。⑤摻合料。通過摻加粉煤灰和膨脹劑的雙摻技術(shù)，進(jìn)而在一定程度上減少水泥的用量，同時(shí)對(duì)水泥進(jìn)行等量替代。⑥外加劑。通常情況下，水化熱通過高效減水劑能夠進(jìn)行降低，拌合用水能夠有效地減少，水化熱釋放速度能夠延緩，進(jìn)

13、而在一定程度上減少溫度裂縫。 </p><p>　　4.3 混凝土施工工藝控制 ①對(duì)鉆爆參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提高鉆眼開挖技術(shù)水平和光面爆破效果，進(jìn)而在一定程度上對(duì)超欠挖進(jìn)行嚴(yán)格的控制，對(duì)隧道開挖斷面加強(qiáng)檢測，進(jìn)而為襯砌施工創(chuàng)造條件。②二次襯砌施工通常情況下，在圍巖和初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行。③混凝土的拌合。a對(duì)計(jì)量裝置進(jìn)行定期的檢查和校正，按照施工配料單進(jìn)行計(jì)量。對(duì)砂石料含水率加強(qiáng)檢測，同時(shí)對(duì)拌合用水量進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整

14、。b對(duì)混凝土的入模溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。④灌注混凝土。a在運(yùn)輸和泵送混凝土過程中，嚴(yán)禁對(duì)混凝土進(jìn)行加水。b灌注速度要適當(dāng)放慢，對(duì)稱分層灌注兩側(cè)邊墻，通常情況下，在墻、拱交界處停1h～1.5h，待邊墻混凝土下沉穩(wěn)定后，再灌注拱部混凝土。c為減少內(nèi)部微裂縫和氣孔，提高混凝土的密實(shí)度和均質(zhì)性，提高抗裂性，混凝土灌注過程中必須振搗。⑤混凝土的脫模、養(yǎng)護(hù)。a嚴(yán)禁未經(jīng)試驗(yàn)人員同意提前脫模，混凝土拆模時(shí)的強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)或規(guī)范要求，不得損傷混凝土。b運(yùn)

15、用傳統(tǒng)的混凝土灑水養(yǎng)護(hù)方法，不能保證混凝土早期強(qiáng)度。建議使用噴涂混凝土養(yǎng)護(hù)液的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。 </p><p>　　5 混凝土裂縫的治理 </p><p>　　5.1 作為多組材料組成的脆性材料，混凝土裂縫是客觀存在的。施工單位應(yīng)避免或減少混凝土裂縫的產(chǎn)生，加強(qiáng)襯砌混凝土的施工管理。 </p><p>　　5.2 對(duì)細(xì)微裂縫的治理 隧道襯砌混凝土表面常出現(xiàn)一些沒有擴(kuò)

16、展性的細(xì)微裂縫，這種裂縫是穩(wěn)定的，一般可自愈，不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的使用和耐久性。可先清洗干凈裂縫表面，然后涂刷環(huán)氧樹脂漿液二至三遍，最后用刮抹料、調(diào)色料處理混凝土表面，使其顏色與周圍襯砌混凝土顏色一致。 </p><p>　　5.3 處理貫通性裂縫 貫通性裂縫的危害較大，必須采取有效的治理方法。沿裂縫方向鑿成深3cm、寬5cm的V形槽，在槽內(nèi)騎縫每隔0.5m鉆一孔，孔深為襯砌厚度的1/2或2/3，一般不少于15cm，并

17、不得穿透襯砌以防跑漿。 </p><p>　　5.4 治理密集裂縫 襯砌背后有空洞或襯砌厚度不足引起的密集裂縫，必須進(jìn)行防水和地層加固處理。沿裂縫兩側(cè)每隔1.2m～1.5m交錯(cuò)布點(diǎn)，鑿成10cm×10cm大小深5cm的方槽，用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，孔深3m，安裝WDT25中空注漿錨桿，注入水泥砂漿，水灰比1：1，灰砂比1：（3～5），施工時(shí)由下往上逐級(jí)注漿。 </p><p><

18、b>　　6 結(jié)束語 </b></p><p>　　裂縫的出現(xiàn)不僅影響隧道的使用功能，降低隧道的抗?jié)B能力，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響隧道的承載能力，而裂縫又是隧道襯砌混凝土結(jié)構(gòu)中一種普遍存在的現(xiàn)象，因此要在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證隧道的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，及交付使用后的安全。 </p><p><b>