隧道二衬混凝土产生裂缝原因和防治

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1、隧道二衬混凝土产生裂缝原因和防治【摘要】在山岭隧道施工中，二衬混凝裂缝成为一个普遍性的质量问题，本文针对此原因提出裂缝的预防与治理方法，对提高衬砌混凝土施工有所借鉴意义。【关键词】隧道施工二衬混凝土；裂缝；原因；防治随着国民经济的发展，新建设的公（铁）路越来越多，山岭隧道建筑工程数量也越来越多，在隧道建设中，二衬施工一般采用整体式钢模板台车，泵送混凝土施工工艺，但二衬混凝土的裂缝不仅影响了美观，还给工程质量留下了隐患。在隧道衬砌混凝土施工中，应采取合理的施工工艺以减少混凝土中的裂缝的数量和裂缝宽度、深度。本文分析了二衬混凝土裂缝产生的原因，并介绍了几种常见的裂缝治理方法。1.裂缝的类型

2、隧道衬砌混凝土裂缝类型主要有：温度裂缝、干缩裂缝、施工缝处裂缝、外力荷载作用裂缝等。1.1温度裂缝。混凝土施工中，水泥水化过程中产生大量的热量，在混凝土内部及其表面形成温度梯度，内外张力超过混凝土内外约束力时就会产生温度裂缝。裂缝宽度、深度冬季较明显，夏季施工产生裂缝主要与衬砌混凝土厚度及水泥品种、用量有关。1.2干缩裂缝。二衬混凝土在硬化过程中水分慢慢蒸发散失，而水泥石中凝结胶体干燥收缩，受二衬台车整体钢模及围岩的约束，产生徐变应力，当应力值超过混凝土的抗拉强度时，就会出现表面裂缝，其走向没有明显规律。影响其因素主要为：水灰比，砂石粗细，级配的合理性，外加剂品种和掺量多少。1.3施工

3、缝（接茬缝）。在二衬混凝土施工过程中，由于停电、机械故障等原因迫使混凝土浇注中断时间超过混凝土的凝结时间，或超过混凝土的正常连续作业时间，因而产生明显裂缝。隧道整体二衬前一般先在隧道两边浇注矮边墙（高80cm左右），矮边墙混凝表面应进行凿毛处理，再用水泥砂浆垫层，如直接在原混凝土上进行衬砌，以致新旧混凝接茬间出现裂缝。1.4外力荷载作用裂缝。仰拱或边墙基础未清理干净，混凝浇注后，基底产生不均匀的沉降，而使整体钢模台车定位不牢固，以及脱模过早，或在脱模时混凝土受到较大外力撞击等都容易产生变形裂缝。1.裂缝形成原因分析衬砌混凝裂缝形成原因较为复杂，往往是多种因素综合作用的结果，施工操作不符

4、合规范要求造成混凝土裂缝占70%左右，材料质量或混凝土结构配合比不能达到设计及规范要求产生裂缝占25%左右，外界因素产生裂缝占5%左右。2.1施工工艺或现场操作不规范2.1.1隧道开挖成形差，超欠挖现象明显，造成衬砌混凝土厚度不均匀，或部分二衬背后出现空洞，以使衬体内部张拉力不均匀。2.1.2隧道监控量测工作不到位，仅凭一般施工经验来确定二次衬砌施作时间，有使隧道衬体过早承受围岩压力。2.1.3混凝土施工中计量随意性，外加剂量添加不科学;材料含水率没及时试验调整，混凝土运输过程中随意加水，造成混凝土水灰比增大。2.1.4混凝土浇注时，振捣随意性，不规范性，以致混凝土质量不均匀。2.1.

5、5盲目追求施工进度，随意提前脱模时间，使得低强度混凝土过早过量地承受荷载。2.1.6脱模后没进行潮湿养护，如湿度不够，混凝土失水干燥而影响水泥水化正常进行，甚至停止水化。2.1.7砂石料露天堆放随意，夏季无有效的降温措施，冬季无有效的温度控制措施，有所影响混凝土正常水化热。2.2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、砂料级配差，增加混凝土内部的孔隙率。不规范的砂石料中，含有较多的石粉，针、片壮物过多，影响水泥与骨料的胶结。2.混凝土裂缝的治理混凝土作为多组材料组成的脆性材料，裂缝的存在是客观的，施工过程中对混凝土的管理，避免或减少混凝土

6、裂缝的产生，对于出现的裂缝，应认真研究、分析原因，裂缝的存在是有害还是无害，并对有害裂缝进行处理，以防止裂缝的继续发展，影响衬砌结构的稳定性。1.1细微裂缝。隧道衬砌混凝土表面常出击一些没有扩展性的细微裂缝，这种裂缝长久地存在会影响二衬衬体的使用效果及耐久性。从美观的角度考虑，可先清洗干裂缝的表面，然后涂上腻子几遍，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。腻子采用环氧树脂浆液配比：环氧树脂：501稀释剂=1：0.2o调色料采用白水泥浆液，配比为：水泥：白水泥：107胶=5：1：1,施作中以试验结果进行确认。3.2贯通性裂缝。贯通性裂缝对工程质量危害较大，必

7、须采用有效的治理方法。没裂缝方向凿成一条沟槽，在沟槽内每隔50cm左右钻一孔，孔深为二衬厚度的1/2〜2/3,—般不得小于15cm。钻孔后再在孔内安装10的压浆管道，利用环氧树脂砂浆固定，灰刀将砂浆压实抹光。环氧树脂砂浆配比；环氧树脂：水泥：细砂：乙二胺：二丁酯=1：1.6：3.2：0.1：0.12,其中乙二胺是固化剂，二丁酯是稀释剂，环氧树脂砂浆强度达到0.15-0.2MPa时压入水泥一水泥玻璃浆液或环氧树脂浆液，压浆结束后并检查其效果，裂缝