浅谈隧道二次衬砌裂缝的成因与防治.PDF

中国月期刊咨询网 浅谈隧道二次衬砌裂缝的成因与防治 浅谈隧道二次衬砌裂缝的成因与防治 窦仁科 摘要：隧道二次衬砌施工普遍采用整体式钢模板台车、泵送混凝土施工工艺，但混凝土硬化过程中产生的裂缝不仅影 响了美观，还给工程质量留下了隐患。 关键词：隧道二次衬砌 裂缝 成因 防治 随着国民经济的发展，山岭地区新建公（铁）路越来越多，隧道工程所占的比例逐步增大。隧道二次衬砌施工普遍采 用整体式钢模板台车、泵送混凝土施工工艺，但混凝土硬化过程中产生的裂缝不仅影响了美观，还给工程质量留下了 隐患。本人曾参加了神朔线、朔黄线等数座公（铁）路隧道的施工，分析了混凝土裂缝产生的原因，总结出了下面几 种常见的裂缝治理方法。 1、裂缝的类型 隧道衬砌混凝土裂缝类型主要有：干缩裂缝、温度裂缝、外荷载作用产生的变形裂缝、施工缝处理不当引起的接茬缝 等。 1）干缩裂缝 混凝土在硬化过程中水分逐渐蒸发散失，使水泥石中的凝结胶体干燥收缩产生变形，由于受到围岩和模板的约束，变 形产生应力，当应力值超过混凝土的抗拉强度时，就会出现干缩裂缝。干缩裂缝多为表面性的，走向没有规律。影响 混凝土干缩裂缝的因素主要有：水泥品种、用量及水灰比，骨料的大小和级配，外加剂品种和掺量。 2）温度裂缝 水泥水化过程中产生大量的热量，在混凝土内部和表面间形成温度梯度而产生应力，当温度应力超过混凝土内外的约 束力时，就会产生温度裂缝。裂缝宽度冬季较宽，夏季较窄。温度裂缝的产生与二次衬砌混凝土的厚度及水泥的品种 、用量有关。 3）荷载变形裂缝 仰拱和边墙基础的虚碴未清理干净，混凝土浇筑后，基底产生不均匀沉降；模板台车或堵头板没有固定牢固，以及过 早脱模，或脱模时混凝土受到较大的外力撞击等都容易产生变形裂缝。荷载变形裂缝在隧道衬砌混凝土病害中占有的 比例逐年增大，已经引起了广大工程技术人员的重视。 4）施工缝（接茬缝） 施工过程中由于停电、机械故障等原因迫使混凝土浇筑中断时间超过混凝土的初凝时间，继续浇筑混凝土时，原有的 混凝土基础表面没有进行凿毛处理，或者凿毛后没有用水冲洗干净，也没有铺水泥砂浆垫层，就在原混凝土表面浇筑 混凝土，致使新旧混凝土接茬间出现裂缝。 2、裂缝形成的原因分析 混凝土裂缝形成的原因非常复杂，往往是多种不利因素综合作用的结果。据有关统计，施工不规范造成的混凝土裂缝 占80%左右，材料质量差或配合比不合理产生的裂缝占15%左右，设计不当引起的裂缝可能占5%。 1）施工工艺或现场操作不规范 a.隧道开挖成型差，衬砌混凝土厚度严重不均匀；欠挖或初期支护侵入衬砌限界，造成衬砌混凝土厚度不足。个别隧 道衬砌混凝土背后存在脱空现象。 b.未开展监控量测工作，仅凭经验来确定二次衬砌的施作时间，安全可靠性差，造成二次衬砌超设计荷载承受围岩压 力。 c.混凝土生产时原材料计量误差大，尤其外加剂的掺加随意性大，没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水 量，造成混凝土水灰比增大。在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也比较普遍。 2）原材料质量差、配合比设计不合理 ①水泥品种选择不当，安定性不良，不同批次的水泥混用。碎石、砂级配差，含泥量超标，碎石中石粉含量大，针、 片状物过多，影响了水泥与骨料的胶结。 ②进行配合比设计时，忽视水泥用量增多对混凝土品质的影响，错误认为水泥用量越多，混凝土强度越高。对掺合料 和外加剂的选用缺乏专业技术人员的指导，往往达不到预期的效果。 3、混凝土裂缝的治理 1）细微裂缝 隧道衬砌混凝土表面常出现一些没有扩展性的细微裂缝，这种裂缝是稳定的，一般可自愈，不会影响结构的使用和耐 久性。从美观考虑，可先清洗干净裂缝表面，然后涂刷环氧树脂浆液二至三遍，最后用刮抹料、调色料处理混凝土表 面，使其颜色与周围衬砌混凝土颜色一致。 2）贯通性裂缝 贯通性裂缝的危害较大，必须采取有效的治理方法。沿裂缝方向凿成宽5cm、深3cm的V形槽，在槽内骑缝每隔0.5m 钻一孔，孔深为衬砌厚度的1/2或2/3，一般不少于15cm，并不得穿透衬砌以防跑浆。用清水冲洗干净槽内的杂物及粉 尘，在孔内插入Φ10的压浆管，利用环氧树脂水泥砂浆锚固，用灰刀将砂浆压实抹光。环氧树脂砂浆配比，环氧树脂 中国月期刊咨询网 后，以0.15MPa～0.2MPa压力压入水泥- 水玻璃浆液或环氧树脂浆液。压浆结束后在0.2MPa压力下压水检查压浆效果。裂缝表面用刮抹