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高原隧道襯砌混凝土裂縫的分析與處理方法

摘要本文主要闡述了高原隧道襯砌混凝土裂縫的成因與防治。

關鍵詞高原隧道襯砌裂縫處理

溪洛渡水電站對外交通隧道二次襯砌采用9-12米整體式鋼模板襯砌臺車、泵送混凝土施工工藝，但在混凝土硬化過程中易產生裂縫，不僅影響了美觀，還給工程質量留下了隱患。為此，我們在施工中根據平時掌握的數據和有關資料，不斷分析研究、摸索總結出了一套適合高原特點的隧道二襯混凝土裂縫處理的方案，較好地保證了工程質量。本文結合溪洛渡對外交通三標三座隧道施工的實際，分析了二襯混凝土裂縫產生的原因，提出了防治裂縫產生的方法。

1 裂縫的類型

溪洛渡地處云貴高原，天氣嚴熱，氣候干躁，石質松散，隧道襯砌混凝土施工易出現裂縫，主要有：干縮裂縫、溫度裂縫、外荷載作用產生的變形裂縫、施工縫處理不當引起的接茬縫等。

1.1 干縮裂縫

混凝土在硬化過程中水分逐漸蒸發(fā)散失，使水泥石中的凝結膠體干燥收縮產生變形，由于受到圍巖和模板的約束，變形產生應力，當應力值超過混凝土的抗拉強度時，就會出現干縮裂縫。干縮裂縫多為表面性的，走向沒有規(guī)律。影響混凝土干縮裂縫的因素主要有：水泥品種、用量及水灰比，骨料的大小和級配，外加劑品種和摻量。

1.2 溫度裂縫

水泥水化過程中產生大量的熱量，在混凝土內部和表面間形成溫度梯度而產生應力，當溫度應力超過混凝土內外的約束力時，就會產生溫度裂縫。裂縫寬度冬季較寬，夏季較窄。溫度裂縫的產生與二次襯砌混凝土的厚度及水泥的品種、用量有關。

1.3 荷載變形裂縫

仰拱和邊墻基礎的虛碴未清理干凈，混凝土澆筑后，基底產生不均勻沉降；模板臺車或堵頭板沒有固定牢固，以及過早脫模，或脫模時混凝土受到較大的外力撞擊等都容易產生變形裂縫。荷載變形裂縫在隧道襯砌混凝土病害中占有的比例逐年增大，已經引起了廣大工程技術人員的重視。

1.4 施工縫

施工過程中由于停電、機械故障等原因迫使混凝土澆筑中斷時間超過混凝土的初凝時間，繼續(xù)澆筑混凝土時，原有的混凝土基礎表面沒有進行鑿毛處理，或者鑿毛后沒有用水沖洗干凈，也沒有鋪水泥砂漿墊層，就在原混凝土表面澆筑混凝土，致使新舊混凝土接茬間出現裂縫。

2 裂縫形成的原因分析

混凝土裂縫形成的原因非常復雜，往往是多種不利因素綜合作用的結果。據有關統計，施工不規(guī)范造成的混凝土裂縫占80%左右，材料質量差或配合比不合理產生的裂縫占15%左右。

2.1 施工工藝或現場操作不規(guī)范

a. 隧道開挖成型差，襯砌混凝土厚度嚴重不均勻；欠挖或初期支護侵入襯砌限界，造成襯砌混凝土厚度不足個別隧道襯砌混凝土背后存在脫空現象。

b. 未開展監(jiān)控量測工作，僅憑經驗來確定二次襯砌的施作時間，安全可靠性差，造成二次襯砌超設計荷載承受圍巖壓力。

c. 混凝土生產時原材料計量誤差大，尤其外加劑的摻加隨意性大，沒有根據砂、石料的實際含水率及時調整施工用水量，造成混凝土水灰比增大。在混凝土運輸及泵送過程中加水的現象也比較普遍。

d. 采用整體式鋼模板臺車施工，混凝土澆筑時不振搗或漏振，混凝土均質性差。

e. 盲目追求施工進度，隨意提前脫模時間，使低強度混凝土過量承受荷載，破壞了混凝土結構。脫模后沒有進行混凝土的潮濕養(yǎng)護。

f. 夏季施工時砂、石料露天堆放，無切實有效的降溫措施，混凝土入模溫度高。冬季施工時采取的防寒保溫措施不力。

2.2原材料質量差、配合比設計不合理

水泥品種選擇不當，安定性不良，不同批次的水泥混用。碎石、砂級配差，含泥量超標，碎石中石粉含量大，針、片狀物過多，影響了水泥與骨料的膠結。

進行配合比設計時，忽視水泥用量增多對混凝土品質的影響，錯誤認為水泥用量越多，混凝土強度越高。對摻合料和外加劑的選用缺乏專業(yè)技術人員的指導，往往達不到預期的效果。

3 混凝土裂縫治理技術措施

混凝土作為多組材料組成的脆性材料，裂縫的存在是客觀的。作為施工單位應加強襯砌混凝土的施工管理，避免或減少混凝土裂縫的產生。對于出現的裂縫，應認真分析原因，分清是有害裂縫還是無害裂縫，并對有害裂縫進行處理，防止裂縫繼續(xù)發(fā)展，影響襯砌結構的穩(wěn)定。

3.1 細微裂縫

隧道襯砌混凝土表面常出現一些沒有擴展性的細微裂縫，這種裂縫是穩(wěn)定的，一般可自愈，不會影響結構的使用和耐久性。從美觀考慮，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。環(huán)氧樹脂漿液配比，環(huán)氧樹脂：501稀釋劑：二甲苯：乙二胺=1：0.2：0.35：0.08。刮抹料配比，水泥：細砂：水=1：2：0.35。調色料配比，水泥：白水泥：107膠=5；3：1。施工時應經試驗確定。

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