公路隧道衬砌裂缝成因和防治措施.doc

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1、公路隧道衬砌裂缝成因和防治措施　　摘要:本文介绍了公路隧道衬砌裂缝基本形态和裂缝形成的原因，提出了具体的防治措施，供大家参考。　　关键词:隧道衬砌裂缝;工程地质;围岩;施工工艺　　　　一、前言　　　　随着国民经济的发展，各地区新建公(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。施工中必须采取合理的工程技术措施，控制和减少混凝土中裂缝的数量和宽度。本文分析了混凝土裂缝产生的原因，提出了缓解裂缝产生的措施，并介绍了几种常见的裂

2、缝治理方法。　　　　二、衬砌裂缝基本形态　　　　结合工程地质条件、施工状况分析以及衬砌裂缝的基本形态表述，从力学性质上分析衬砌裂缝可分为三类:　　剪切裂缝。主要为拱腰处衬砌混凝土受剪切应力作用而开裂，甚至出现错位，呈纵向、斜线或x型交叉分布。剪切裂缝主要是由于偏压、围岩的承压力不足、纵向沉降差和其它施工因素引起的。　　拉裂缝。由于隧道衬砌混凝土的干缩、热胀冷缩和衬砌外侧围岩阻碍了衬砌的自由胀缩，在衬砌内部产生温度应力。混凝土抗拉强度远远低于抗压强度，故常能抵抗升温时产生的压应力，而难以抵抗降温时产生的拉应力。一般混凝土所能承受的降温只有7一l0℃，都

3、可能在隧道衬砌内产生环向和纵向裂缝。这些裂缝不仅影响隧道衬砌的受力，而且是隧道渗漏水的通道。　　弯曲受压开裂：主要为拱顶处衬砌混凝土受压开裂。由于衬砌两侧受压，拱顶上升，衬砌内侧受压产生劈裂，外侧受拉产生“V”字形拉裂缝，当两者进一步发展时产生贯通裂缝，使裂面处于不稳定状态。　　　　三、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％。　　（一）设计粗糙，建设、监理单位工作随意性大　

4、　由于多方面的原因，勘察设计单位无法深入地开展地质勘探工作，隧道围岩类别评价及支护结构设计缺乏科学依据，带有一定的盲目性。个别建设单位限于自身管理和专业技术水平的欠缺，任意变更原设计。少数工程由业主的内部人员组成监理机构，监理工作失去了独立性。随着建筑市场的规范，这些问题会逐步得到解决。　　（二）施工工艺或现场操作不规范3　　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。　　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

5、围岩压力。　　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。　　采用整体式钢模板台车施工，混凝土浇筑时不振捣或漏振，混凝土均质性差。　　盲目追求施工进度，随意提前脱模时间，使低强度混凝土过量承受荷载，破坏了混凝土结构。脱模后没有进行混凝土的潮湿养护。　　夏季施工时砂、石料露天堆放，无切实有效的降温措施，混凝土入模温度高。冬期施工时采取的防寒保温措施不力。　　（三）原材料质量差、配合比设计不合理　　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

6、，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。　　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。　　（四）施工因素及其引起的裂缝　　施工因素可以说在整个隧道的建设过程中是最不确定的一个因素。之所以提出这个非技术原因，是因为施工因素已经成为造成隧道衬砌裂缝的重要原因。常见的主要施工因素有：施工所用材料质量不达标，存在偷工减料问题；野蛮施工；不按设计施工；不按程序施工；对于超挖段和塌方段回填不及时、不完全。　　对于由施工因素引起

7、的衬砌裂缝在很多文献中都可以看到，此处不详述。　　四、预防混凝土裂缝的措施　　　　（一）提高设计精度　　加强工程前期地质工作，为设计提供详尽的工程地质、水文地质勘探资料，提高设计的质量。　　（二）把好材料进场关，严格控制原材料的质量和技术标准　　水泥。施工现场多使用普通硅酸盐水泥，但应尽量减少单位水泥用量。不同品牌、不同规格、不同批次的水泥不能混用。　　碎石。根据泵送管路的内径，尽可能选用较大粒径的碎石。严格控制含泥量≤1％，针、片状物含量≤15％，粒径以5～31．5mm为宜，最大不超过40mln。　　砂。采用级配良好的中砂，细度模数应为3．0～2．

8、3，粒径小于0．315mm的颗粒含量所占比例宜为15～20％，严格控制含泥量在3％以内。为方便混凝土的运输、