隧洞衬砌混凝土裂缝的预防及处理_工程管理

1、隧洞衬砌混凝土裂缝的预防及处理隧洞的衬砌混凝土施工过程中混凝土表面消失裂缝，带有肯定的普遍性，裂缝的大小、成因各有不同。本文针对混凝土裂缝产生的缘由,提出裂缝的预防和处理方法,对提高混凝土衬砌质量有借鉴意义。目前大路工程、水利工程、市政工程中存在大量的隧洞、隧道的施工，隧道二次衬砌施工普遍采纳整体式钢模台车、泵送混凝土施工工艺，提高了混凝土施工质量，削减了裂缝消失几率。但混凝土施工过程中不行避开的会产生的裂缝，这些裂缝稍微的影响衬砌的外观质量，严峻的带来工程隐患。因此掌握和削减混凝土裂缝的数量和宽度是工程施工的重中之重。本文对混凝土裂缝产生的缘由进行了分析，并提出了预防裂缝产生的措施，但裂缝的

2、产生并不是一种缘由造成的，现场需要认真分析。1裂缝的类型隧洞衬砌混凝土裂缝类型主要有：干缩裂缝、温度裂缝、外荷载作用产生的变形裂缝、施工缝处理不当引起的接茬缝等。1.1干缩裂缝混凝土在硬化过程中水分渐渐蒸发散失,使水泥石中的凝聚胶体干燥收缩产生变形,由于受到围岩和模板的约束,变形产生应力,当应力值超过混凝土的抗拉强度时,就会消失干缩裂缝。干缩裂缝多为表面性的,走向没有规律。影响混凝土干缩裂缝的因素主要有：水泥品种、用量及水灰比,骨料的大小和级配,外加剂品种和掺量。1.2温度裂缝水泥水化过程中产生大量的热量,在混凝土内部和表面间形成温度梯度而产生应力,当温度应力超过混凝土内外的约束力时,就会产生

3、温度裂缝。裂缝宽度冬季较宽,夏季较窄。温度裂缝的产生与二次衬砌混凝土的厚度及水泥的品种、用量有关。1.3荷载变形裂缝仰拱和边墙基础的虚碴未清理洁净,混凝土浇筑后,基底产生不匀称沉降;模板台车或堵头板没有固定坚固,以及过早脱模,或脱模时混凝土受到较大的外力撞击等都简单产生变形裂缝。荷载变形裂缝在隧洞衬砌混凝土病害中占有的比例逐年增大,已经引起了广阔工程技术人员的重视。1.4施工缝(接茬缝)施工过程中由于停电、机械故障等缘由迫使混凝土浇筑中断时间超过混凝土的初凝时间,连续浇筑混凝土时,原有的混凝土基础表面没有进行凿毛处理,或者凿毛后没有用水冲洗洁净,也没有铺水泥砂浆垫层,就在原混凝土表面浇筑混凝土

4、,致使新旧混凝土接茬间消失裂缝。2裂缝形成的缘由分析a.隧洞开挖成型质量差,衬砌混凝土厚度严峻不匀称;欠挖或初期支护侵入衬砌限界,造成衬砌混凝土厚度不足。个别隧洞衬砌混凝土背后存在脱空现象;b.未开展监控量测工作,仅凭阅历来确定二次衬砌的施作时间,平安牢靠性差,造成二次衬砌超设计荷载承受围岩压力;c.混凝土生产时原材料计量误差大,外加剂的掺加随便性大,用水量没有依据砂、石料的实际含水率准时加以调整;调整施工用水量,造成混凝土水灰比增大。在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也比较普遍;d.采纳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;e.盲目追求施工进度,随便提前脱模时间,使

5、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保湿养护;f.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。冬期施工时实行的防寒保温措施不力。3隧洞混凝土裂缝的预防施工过程中混凝土裂缝是不行避开的,但也是可以掌握的。掌握隧洞施工中产生的裂缝,主要从原材料选择、混凝土协作比和施工工艺等方面入手。3.1原材料选择3.1.1水泥尽量采纳低标号、低水化热的水泥;在不受侵蚀性介质和冻融作用时,宜采纳一般硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥,若采纳矿渣硅酸盐水泥则必需掺外加剂,以降低泌水率。在施工中可能受冻融作用时,则优先选用一般硅酸盐水泥,不宜采纳火山

6、灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。3.1.2外加剂外加剂应符合国家或行业标准一等品以上的质量标准,与水泥的相容性好,其使用应不影响结构的强度,并应具有微膨胀、增加、坍落度提高和损失小、收缩小等特点。3.1.3骨料依据泵送管路的内径,尽可能选用粒径较大的碎石。严格掌握含泥量不大于1%,吸水率不大于1.5%,针、片状物含量不大于15%,粒径以531.5mm为宜,最大不超过40mm。 3.1.4掺合料在一般混凝土中掺入活性矿物,如硅粉、磨细矿渣、粉煤灰等,可以改善混凝土中水泥石的胶凝物质组成,改善集料与水泥石的界面结构和界面区性能。这些对增进混凝土的耐久性及强度都有本质性的贡献。3.2混凝土协作比在

7、高性能混凝土中,除掺入高效减水剂外,还掺入了活性矿物材料,它们不但增加了混凝土的致密性,而且也降低或消退了游离氧化钙的含量。在大幅度提高混凝土强度、抗渗等级的同时,也大幅度地提高了混凝土的耐久性。在满意抗渗要求的前提下,尽量削减水泥用量。3.3施工工艺做好施工过程中的降水、排水工作,必需做到围护结构无渗漏水,严禁带明水浇注主体结构混凝土。避开在酷热的夏季露天浇筑防水混凝土,夏季施工时宜将砂石预冷,例如向砂石堆上喷洒水温低的地下水或将砂石遮盖。而冬季拌合混凝土时,应将拌合水适当加热,使混凝土入模温度保持在510以上。混凝土结构内部设置的各种钢筋或绑扎铁丝不得接触模板,固定模板的螺栓必需穿过混凝土

8、结构时应有止水措施。合理划分施工段长度,适当缩短施工缝间距,分段长度宜掌握在12m以内。底板、边墙、顶板施工缝尽可能对齐,必要时实行跳仓施工,也可采纳后浇带。混凝土在运输和泵送过程中严禁加水。适当放慢灌注速度,两侧边墙对称分层灌注,到墙、拱交界处停1h1.5h,待边墙混凝土下沉稳定后,再灌注拱部混凝土。混凝土灌注过程中必需振捣,提高混凝土的密实度和均质性,削减内部微裂缝和气孔,提高抗裂性。3.4混凝土后期养护一般混凝土一般在浇筑后12h内即开头养护。在气温高于摄氏5时一般采纳洒水或蓄水养护,即自然养护;如平均气温低于摄氏5,不得浇水,养护时间不能少于14d,且蓄水养护更优于洒水养护。混凝土表面

9、不便浇水时,应涂刷爱护层,如薄膜养生液等。4隧洞衬砌混凝土裂缝的治理对于隧洞衬砌消失的裂缝,应仔细分析缘由,并对有害裂缝进行处理,防止裂缝连续进展,影响衬砌结构的稳定。4.1微小裂缝隧洞衬砌混凝土表面常消失一些没有扩展性的微小裂缝,这种裂缝是稳定的,一般可自愈,不会影响结构的使用和耐久性。从美观考虑,可先清洗洁净裂缝表面,然后涂刷环氧树脂浆液二至三遍,最终用刮抹料、调色料处理混凝土表面,使其颜色与四周衬砌混凝土颜色全都。4.2贯穿性裂缝贯穿性裂缝的危害较大,必需实行有效的治理方法。沿裂缝方向凿成宽5cm、深3cm的V形槽,在槽内骑缝每隔0.5m钻一孔,孔深为衬砌厚度的1/2或2/3,一般不少于

10、15cm,并不得穿透衬砌以防跑浆。用清水冲洗洁净槽内的杂物及粉尘,在孔内插入10的压浆管,利用环氧树脂水泥砂浆嵌固,用灰刀将砂浆压实抹光。待环氧树脂砂浆有肯定的强度后,以0.15MPa0.2MPa压力压入水泥-水玻璃浆液或环氧树脂浆液。压浆结束后在0.2MPa压力下压水检查压浆效果。4.3密集裂缝衬砌背后有空洞或衬砌厚度不足引起的密集裂缝,必需进行防水和地层加固处理。沿裂缝两侧每隔1.2m1.5m交叉布点,凿成10cm10cm大小深5cm的方槽,用风动凿岩机钻孔,孔深3m,安装WDT25中空注浆锚杆,注入水泥砂浆,灰砂比1:(35),水灰比1:1,施工时由下往上逐级注浆,注浆压力以0.4MPa0.6MPa为宜。注浆结束后,另凿新孔在0.6MPa1.0MPa压力下压入纯水泥浆检查注浆效果,当达到规定压力而砂浆压不进时,即认为已经注满。注浆24h后安装锚杆垫板,用环氧树脂砂浆抹平方槽,表面用刮抹