大型隧道内层衬砌顶部出现

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1、大型隧道内层衬砌顶部出现裂缝的原因以及预防措施RoofCracksintheInnerShelloflargeTunnels-CausesandMeansofAvoidingThemRupertSpringenschmid,MarkusPlannerer       大型隧道建成数年后，顶部有时会出现纵向裂纹，实际上这种现象是由于温度变化和收缩引起混凝土自身变形而造成的，并不是由于岩石压力所致。隧道内层采用防水膜和不加钢筋的混凝土衬砌能抵抗较宽的裂缝，而采用钢筋混凝土衬砌的隧道内层，当裂纹宽度超过0.3毫米时，应向裂纹灌浆，以免钢筋被腐蚀。试验

2、       对避免这种裂纹出现而采取的措施,进行了好几年的试验,即： *在现有的隧道上(裂缝宽度的变     化，在裂缝中提取岩心样品，     测量温度、湿度和会聚）； *在实验室进行模拟试验,部分采     用新研制的设备(测量由于温度     和湿度的变化而引起的强制应     力以及由于湿度梯度引起的变     形）； *对自重荷载和强制力导致的垂直     应力、弯曲应力以及内应力进行     模拟计算。       有关的基础工作请参阅R.Breitenbueher[1]、W.Fleischer[2]M.Mangold[3]的论文

3、以及文献[4]。文献[5]是关于顶部裂缝的综合报告以及结论。       在顶部模板拆除约12Intheroofsoflargetunnels,longitudinalcracksaresometimesdetermined-oftenafteryears-whichpracticallyalwaysareattributabletotheinternaldeformationsoftheconcretethroughchangeintemperatureandshrinking-inotherwords,notasaresultofrockp

4、ressure.Inthecaseoftunnelswithwaterproofingmembraneandunreinforcedconcrete,evenmajorgapwidthscanbetoleratedwhereaswithregardtoreinforcedinnershells,cracksshouldbeconcretedasfromawidthof0.3mmsothatthesteeldoesnotcorrode.InvestigationsInordertobeinapositiontoundertakemeasuresd

5、esignedtopreventsuchcracks,investigationswerecarriedoutoveranumberofyearsnamely *inexistingtunnels(changeinthegapwidthofthecracks,coresamplesinthecrack,temperature,moistureandconvergencemeasurements) * modeltestsinthelaboratorypartiallymakinguseofnewlydevelopedfacilities(mea

6、surementofinducedstressesresultingfromchangesintemperatureandmoistureaswellasdeformationscausedbymoisturegradients)and *modelcalculationsofthenormal,flexuralandintrinsicstressesasaresultofinducedloadandconstraint.Relatedfundamentalworkistobefoundinthe小时后，由于自重荷载而产生应力。该应力只能达到所

7、需拆模强度3N/mm2的17％左右。另外，还受到水合热引起温度升高而产生的强制应力的影响。这仅适用于相对喷射混凝土(和防水层）的浇注混凝土内层衬砌，不适用于环形断面（洞口范围）的明挖施工法。       硬化混凝土的零应力温度取决于水合热、新浇注混凝土温度以及形变特性值。零应力温度是混凝土变“硬”的温度，远高于使用期间的温度。内层衬砌逐渐冷却在切线方向产生垂直应力，但是对于形成裂缝来说，这个应力太小。急剧冷却（温度骤降）会产生显著的弯曲应力。与喷射混凝土相比，在温度较高下，浇注混凝土内缘部分先变硬（热积聚在顶部）。一侧变干引起的收缩显著地增加了

8、弯曲应力，致使冬天顶部裂缝比夏天大。(图1)结论       采取下列措施可以减小由于温度变化引起的强制应力[5]:*采用应力随温度变化小的混凝土