双跨连拱隧道裂缝成因分析及处理

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1、双跨连拱隧道裂缝成因分析及处理摘要：隧道裂缝是影响隧道耐久性最主要的原因之一，本文根据工程实例着重对双跨连拱隧道裂缝产生的原因及易发生的部位进行了探讨分析，并针对具体情况提出了一些预防措施及处理方案，从而有效控制裂缝的产生。　　关键词：隧道；裂缝；混凝土　　1、工程概况　　在隧道工程中大多是以混凝土结构为主，而混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。其裂缝的存在，是工程中普遍面临的难题。出现裂缝不仅有损外观、降低建筑结构的整体性和刚度，而且减少了抵抗荷载作用的能力，同时造成钢筋外露、腐蚀，影响结构的持久强度和

2、耐火性。尤其对于暗埋隧道而言，隧道的防水性是隧道施工质量和耐久性的极其重要的指标，如何控制隧道混凝土结构开裂是保证隧道防水效果的重中之重[1]。裂缝的存在混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引起的裂缝，如温度变化、收缩、嘭胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等[2，3]。在实际工程中要区别对待，根据实际情况区分处理。　　某双跨连拱隧道位于2001年建成通车，由敞开段、明挖段和闭口段组成。敞开段与明挖段采用刚性防水，闭口段采用ECB塑料卷材外包防水。近年来，该隧道出现变形裂缝处渗、漏水；侧墙处多处

3、墙面出现渗水裂缝、渗水点以及渗水面，渗水严重的区域伴有瓷砖破损现象。为防止隧道裂缝渗透对隧道产生不利影响，对该隧道现场裂缝分布情况及裂缝形态进行了调查，对裂缝成因进行了分析，并采取了相应的裂缝处置措施。　　2、裂缝成因分析及处理　　2.1检测方法　　通过对该隧道裂缝的现象进行初步分析后，采用了以下检测手段和检测方法：　　1)对隧道侧墙和顶板上典型的渗水区域采用试钻小孔的方法，初步分析判断该处的渗漏情况及渗漏源头，以便采取进一步的检测措施。　　2)采用现代化的检测仪器（非金属超声波检测仪、冲击回波仪及混凝土雷达测试仪）对渗漏区域做全面的详细检测

4、。　　3)查找、判断渗水源头，指导修补施工的进行，以达到治标又治本的目的。　　2.2裂缝表现形式　　从工程现场实际来看，该隧道衬砌的致密性、均匀性、连续性总体较差，存在明显的竖向裂缝。从裂缝深度看，侧墙多数裂缝贯通整个衬砌厚度，裂缝形态多为喇叭状，表现为靠隧道外宽内窄的病害形态（图1），部分裂缝成为漏水或潜在漏水通道。从裂缝分布密度看，侧墙裂缝和顶板裂缝分布较为规律，侧墙裂缝大体间隔在5m左右形成一条竖向裂缝，而顶板裂缝主要存在于施工缝处，并交接于侧墙裂缝。从数量上看，顶板裂缝少于侧墙裂缝。总体而言，该隧道的病害主要表现形式如下：　　（1）施

5、工缝处顶板贯通裂缝，裂缝宽度均超过0.2mm，裂缝间隔在15m左右；　　（2）侧墙竖向贯通裂缝，多数裂缝宽度超过0.2mm裂缝间隔在5m左右；　　（3）侧墙及顶板局部蜂窝麻面，以及空洞等（图2）；　　（4）顶板和侧墙开裂处渗水严重，甚至于雨水季节形成喷射状水柱；　　（5）侧墙多处存在渗水点、渗水面，并伴有CaO析出；　　（6）侧墙多处饰面瓷砖出现空鼓、破损；　　（7）顶板水泥砂浆面层大面积空鼓，并有部分脱落　　图1贯通喇叭状缝形态示意图（平面）　　（单位：mm）　　图2典型混凝土缺陷形态示意图（单位：cm）　　2.3裂缝成因分析　　从竣工资料

6、，现场调查的结果看，形成上述病害的原因在于：　　（1）隧道整体施工质量一般，衬砌混凝土浇注质量较低。混凝土密实度较低，衬砌表面局部劣化。部分地段衬砌强度偏低。　　（2）原施工中衬砌混凝土浇注不连续，存在较多施工冷缝。在温差作用下，衬砌收缩变形，导致施工间歇缝张开，并伴有错位现象。　　（3）施工缝处理不当。施工过程中，由于部分原因迫使混凝土浇注中断时间超过混凝土的初凝时间。继续浇注混凝土时，原有混凝土表面未进行凿毛处理，或凿毛后未进行冲洗，也未铺水泥砂浆垫层。导致混凝土收缩徐变下，该接缝处抗拉强度偏低而开裂。　　（4）新旧混凝土浇注不同步性。该

7、类隧道主体结构在施工工艺上一般先浇注底板，再浇注侧墙，最后浇注顶板。而由于施工工艺要求，侧墙钢筋的成型、模板的安装等工艺一般在底板混凝土浇注完毕后进行，底板和侧墙浇注时差较长。而混凝土早期收缩徐变呈非线性增长，且增长速度较快，约占整个徐变总量的60~80%。考虑到底板和侧墙混凝土浇注存在时差，底板混凝土收缩徐变先发展。当浇注侧墙混凝土后，底板混凝土对侧墙混凝土的收缩徐变产生约束作用，从而导致侧墙混凝土竖向开裂。　　（5）饰面瓷砖空鼓、破损一方面受施工质量影响，另一方面主要由于侧墙开裂，饰面瓷砖受拉开裂。　　2.4裂缝处置措施　　针对以上病害表

8、现形式及原因分析，所采取的具体处理措施如下：　　（1）漏水处理。对于隧道漏水地段，顶板宜采用以堵为主、堵排结合的方法；侧墙宜采用以排为主的方法。首先根据出水点的位置