隧道侧墙裂缝防治

隧道侧墙混凝土裂缝防治广州市市政集团有限公司勇进QC小组第1页，共47页。一、QC小组简介：

小组名称：勇进QC小组（广州市市政集团有限公司）；

成立时间：小组成立于2007年2月；取得成果：2007年在佛山市季华路下穿隧道工程中开展的《加快隧道基坑支护桩施工进度》的QC活动中，容获2008年度广州市市政工程建设质量管理QC小组活动二等奖。

隧道侧墙混凝土裂缝防治第2页，共47页。广州市市政集团有限公司工程分公司勇进QC小组简介小组名称广州市市政集团有限公司工程分公司勇进QC小组课题名称隧道侧墙混凝土裂缝防治小组类型现场型活动日期2008年8月1日～2009年1月30日小组成员10人活动次数10次序号姓名性别年龄学历职务组内职责1杨斌男36本科总工组长、全面决策2刘国强男28本科现场主管副组长、技术指导3向宏男34本科现场副总工副组长、技术指导4过勇男25本科质检员组员、质量控制5刘政男28本科试验员组员、质量控制6林文通男27大专材料员组员、材料监控7肖斌男44中专测量员组员、实施监控8林伟雄男42中专施工员组员、实施监控9蔡汉林男43中专施工员组员、数据整理10赵惠茹女31大专资料员组员、实施监控制表人：赵慧茹制表日期：2008年8月1日隧道侧墙混凝土裂缝防治第3页，共47页。小组活动时间表隧道侧墙混凝土裂缝防治第4页，共47页。二、工程概况广州市洲头咀隧道工程是连接广州海珠区与芳村区之间的一条重要通道。隧道下穿珠江，西连芳村花蕾路，东接海珠区的T13规划路，隧道全长1934.127m。共分为三个标段，其中三标由广州市市政集团有限公司承建，标段内隧道长度388m，为岸上段明挖暗埋式隧道。隧道侧墙及中墙混凝土高度5.7~6.5m，厚度0.45~1.1m，纵向分段施工，分段长度15m左右，每个浇筑段内墙体均一次浇筑成型。隧道侧墙混凝土裂缝防治第5页，共47页。三、选题理由[课题]隧道侧墙混凝土裂缝防治选题理由一直以来，对研究大体积混凝土裂缝产生的原因及如何控制控制混凝土开裂等问题的方法，大量土木工作者做出了巨大的贡献。大体积混凝土产生裂缝的原因是复杂的，而且往往是各种因素的综合，为防止混凝土产生裂缝，应首先对裂缝产生的机理进行分析判断，采取一系列综合技术措施，以提高结构的安全性及耐久性。隧道侧墙混凝土裂缝防治第6页，共47页。裂缝种类的判别：根据隧道侧墙、中墙等此类薄壁型混凝土裂缝产生机理的不同主要可分为两类：1、表面收缩裂纹，2、混凝土应力裂缝。本QC小组即针对可能出现的隧道侧墙裂缝问题，同时结合以往类似工程中出现的侧墙裂缝现象，分析产生裂缝的原因，通过本次QC活动的开展，制定相应的措施，从而尽量减少隧道侧墙开裂，以提高结构的安全性及耐久性。隧道侧墙混凝土裂缝防治第7页，共47页。四、现状调查根据项目部2009年春节前施工计划，节前计划完成隧道里程AK1+867.919~AK1+964.004范围内的隧道侧墙混凝土浇筑，此段隧道共分为6个浇筑段，每个浇筑段长度15~17.6m。2008年9月首先已完成隧道AK1+867.919~AK1+900.319里程范围内共2个浇筑段的侧墙混凝土浇筑，两个浇筑段长度分别为17.4m、15m。根据隧道侧墙裂缝种类及裂缝产生机理的不同将隧道侧墙裂缝分为表面收缩裂纹和混凝土应力裂缝。2008年9月下旬小组成员即针对不同种类的裂缝分别进行了调查，调查对象是目前已完成浇筑的第一、第二段侧墙。隧道侧墙混凝土裂缝防治第8页，共47页。

隧道侧墙混凝土裂缝防治隧道侧墙裂缝调查统计表日期浇筑段分段长度（m）裂缝种类裂缝条数2008年9月21日AK1+867.919~AK1+885.319（第1浇筑段）17.4表面收缩裂纹17应力裂缝22008年9月21日AK1+885.319~AK1+900.319（第2浇筑段）15表面收缩裂纹15应力裂缝1制表人：过勇制表日期：2008年9月24日第9页，共47页。以上数据裂缝种类的判别主要根据裂缝宽度、长度及裂缝申展情况进行辨识。数据采集范围为两个浇筑段内，分别取各段中部长为10m范围、高度为隧道侧墙高度（5.7m）内肉眼能够辨识的侧墙裂缝及裂纹。隧道侧墙混凝土裂缝防治第10页，共47页。1、混凝土材料［原设计情况］：主体结构砼强度等级：C35，抗渗等级S8（泵房采用S10），最大氯离子含量0.3%（与水泥用量的百分率），最大碱含量3kg/m3，砼强度等级不得超过设计等级一个等级；最大水胶比：0.4；水泥用量不少于320kg/m3，增加其他活性粉用量时，不少于280kg/m³；骨料要求：质地均匀坚固，粒形和级配良好、吸水率低、空隙率小。粗骨料的压碎指标不大于7％，吸水率不大于2％，针、片状颗粒不宜超过5％。粗骨料宜用5~40mm石子，细骨料宜用中、粗砂。［分析情况］：通过分析混凝土材料及配合比参数，小组人员认为：①为降低混凝土凝结硬化过程中水化热问题，混凝土内水泥应采用低水化热水泥，如火山灰水泥、矿渣水泥；②混凝土采用双参技术，即掺入粉煤灰及减水剂，其用量由试验确定；③为降低混凝土收缩裂纹，可在混凝土内添加一定数量的微膨胀剂。隧道侧墙混凝土裂缝防治简要分析出现问题及相应对策：第11页，共47页。2、辅助降温措施［原设计情况］：原设计隧道侧墙厚度70~110cm，侧墙厚度较大，侧墙内部混凝土水化热引起的升温，比较难快速释放。［分析情况］：可在混凝土侧墙中部设置冷却管，通过测定进出水口温度，调整水量，加快中心部混凝土降温速度，防止内外温差过大。隧道侧墙混凝土裂缝防治第12页，共47页。3、施工工艺顺序［目前情况］：［分析情况］：为减小侧墙与底板混凝土浇注时差，必须对以上工序进行调整。首先，在浇注底板混凝土前，可先进行底板与支护桩间刚性铰混凝土浇注；再者，在完成底板混凝土浇注前即可进行侧墙钢筋绑扎；此外，加强施工过程管理，减少各工序间及工序施工过程中时间的浪费。通过以上工序的调整，预计侧墙与底板浇筑时差可缩短8~10天，保证侧墙与底板间浇筑时差≤7天。

隧道侧墙混凝土裂缝防治第13页，共47页。4、侧墙混凝土养护［目前情况］：目前已浇筑完毕的两段侧墙，浇筑完毕后第2天即进行拆模，拆模后除进行淋水养护外，未进行其他养护措施。［分析情况］：混凝土养护对控制表面裂纹作用很大，表面湿度过低，表面温度过低，从而使混凝土内外温差过大，都是使混凝土表面出现裂纹的重要原因。小组人员在进行认真分析后认为，延长隧道侧墙模板的拆模时间，可一定程度上降低隧道侧墙表面早期温度和湿度的降低，此外在混凝土拆模后，仍需必要的覆盖养护措施，从而尽量减少隧道侧墙表面裂纹。隧道侧墙混凝土裂缝防治第14页，共47页。1、活动目标：我们的活动目标就是通过QC小组的技术攻关活动，减少或消除隧道侧墙裂缝，从而保证隧道结构安全性及耐久性。对不同种类的裂缝分别加以控制，并制定了活动目标：对混凝土应力裂缝控制每段数量为0，对表面收缩裂纹控制在≤5条。

五、活动目标和可行性分析混凝土应力裂缝：1~2条/10m；表面收缩裂纹：15~17条/10m。混凝土应力裂缝：0条/10m；表面收缩裂纹：≤5条/10m。制图人：刘政制图时间：2008年10月5日隧道侧墙混凝土裂缝防治第15页，共47页。2、目标可行性分析目标可行性分析QC小组组长杨斌、副组长刘国强、向宏都有丰富的大型明挖暗埋式隧道施工经验。目标可行项目部在07年佛山市季华路下穿隧道等以往类似工程中取得了许多宝贵的成功经验。隧道侧墙裂缝可以通过调整混凝土配比、调整施工工艺及施工过程控制来实现。制图人：刘政制图时间：2008年10月7日隧道侧墙混凝土裂缝防治第16页，共47页。六、原因分析通过现状调查，我们找出了主要问题。根据侧墙产生裂缝机理的不同，小组全体成员针对问题，对人、机、料、法、环这五方面进行全面分析，同时针对隧道侧墙施工工艺流程中每个工序步骤，具体分析如下页因果分析图：隧道侧墙混凝土裂缝防治第17页，共47页。

隧道侧墙裂缝人工序间搭接时间过长未及时浇水养护现场监督不到位现场操作不规范技术交底不详细机料法环砼振捣不密实振动棒规格不合理辅助机械不配套机具使用不合理机械故障多吊车调配不及时砼水化热过大砼配合比砼内外温差过大收缩徐变大骨料质量不好砼养护方法不当天气变化大温度散失过快湿度散失过快侧墙与底板砼浇筑时差过长各工序安排不合理各工序施工时间较长拆模过早拆撑不及时机械调配不及时浇水不足制度不完善各工序施工时间长作业人员不够表面收缩裂纹混凝土应力裂缝施工周期增加表面收缩裂纹混凝土应力裂缝其他添加剂水泥种类及用量砼入模温度过高表面收缩裂纹混凝土应力裂缝表面收缩裂纹混凝土应力裂缝无辅助降温措施降雨影响工期混凝土应力裂缝表面收缩裂纹天气干燥第18页，共47页。七、要因确认

隧道侧墙混凝土裂缝防治序号末端原因引起裂缝种类确认方法确认理由验证人结论完成日期1人技术交底不详细表面收缩裂纹排查法查阅资料，操作人员已进行技术交底，并进行了专业培训。杨斌非要因10.152砼振捣不密实排查法砼浇筑时有专门施工员全程监督检查振捣情况，发现问题及时纠正。林伟雄非要因10.153未及时浇水养护调查法现状调查记录侧墙砼浇筑后7~8天内24小时均有专人负责浇水养护。蔡林汉非要因10.154制度不完善砼应力裂缝排查法制定奖、罚措施等有效激励机制。刘国强非要因10.155作业人员不足排查法由于现场工作面有限，目前现场工作人员基本能够满足施工需要。向宏非要因10.156机振动棒规格不合理表面收缩裂纹排查法现场所用的振动棒为加长型振动棒，侧墙混凝土拆模后未发现蜂窝、麻面等现象。过勇非要因10.157辅助机械不配套排查法根据振动棒数量配备相应型号的压缩机。过勇非要因10.158吊车调配不及时砼应力裂缝调查法设专人负责现场各机械的调配，施工过程中较少出现由于机械调配等原因造成的工期延误。刘国强要因10.159机械故障多排查法机械进场后出现需先调试、维修等现象。在施工过程中，较少出现故障等现象。蔡林汉非要因10.1510料无辅助降温措施表面收缩裂纹调查发目前无任何辅助降温措施。向宏要因10.1511砼配合比因果法现场混凝土配合比按照混凝土各掺和料，经实验室试验结果确定。刘政非要因10.15第19页，共47页。12水泥种类及用量表面收缩裂纹砼应力裂缝因果法现场混凝土用水泥目前采用标号为42.5的普通硅酸盐水泥，水泥用量320kg/m3，水泥用量较大，水化热较大。刘政要因10.1513骨料质量不好砼应力裂缝排查法骨料质地均匀坚固，粒形和级配良好、吸水率低、空隙率小。粗骨料的压碎指标不大于7％，吸水率不大于2％，针、片状颗粒不宜超过5％。粗骨料宜用5~40mm石子，细骨料宜用中、粗砂，满足设计要求。林文通非要因10.1514其他添加剂因果法现场混凝土除添加减水剂外未添加其他外加剂。刘政要因10.1515法拆模过早表面收缩裂纹因果法目前已浇筑完毕的两段侧墙，浇筑完毕后第2天即进行拆模，拆模后除进行淋水养护外，未进行其他养护措施。向宏要因10.1516浇水不足排查法经现场记录，混凝土养护能够做到24小时不间断浇水养护。林伟雄非要因10.1517各工序安排不合理砼应力裂缝调查法底板与侧墙混凝土浇筑时差内，后存在多部工序需完成，浇筑时差较长，易引起侧墙与底板间限制收缩裂纹，部分工序赢进行调整，缩短浇筑时差。杨斌要因10.1518各工序施工时间较长调查法现场专人负责各工序的施工监管，经调查记录现场未发现明显误工现象。刘国强非要因10.1519拆撑不及时排查法现场基坑钢支撑在底板刚性铰混凝土浇筑并达到一定强度后拆除，拆撑比较及时。刘国强非要因10.1520环天气干燥表面收缩裂纹排查法经现场记录，施工期间空气湿度在50~90%，较为适宜。赵惠茹非要因10.1521降雨影响工期砼应力裂缝排查法经现场记录，施工期间无较大雨量降水。赵惠茹非要因10.1522砼入模温度过高因果法经现场记录，施工期间平均气温在20~26℃，为降低入模温度，混凝土浇筑时间一般安排在夜间进行。过勇非要因10.15第20页，共47页。要因确认：

1、无辅助降温措施2、水泥种类及用量3、其他添加剂4、拆模过早5、各工序安排不合理隧道侧墙混凝土裂缝防治第21页，共47页。1、要因分析一：无辅助降温措施无辅助降温措施混凝土水化热较大，混凝土内外温差较大混凝土表面产生收缩裂纹增加冷却管隧道侧墙混凝土裂缝防治第22页，共47页。2、要因分析二：水泥种类及用量

水泥种类及用量混凝土表面裂纹即应力裂缝采用低水化热水泥，添加粉煤灰替代水泥用量普通硅酸盐水泥，水泥用量320kg/m3，水化热较大隧道侧墙混凝土裂缝防治第23页，共47页。3、要因分析三：其他添加剂其他添加剂底板与侧墙收缩不同步，混凝土易产生应力裂缝增加微膨胀剂未添加其他添加剂，混凝土收缩徐变较大隧道侧墙混凝土裂缝防治第24页，共47页。4、要因分析四：拆模过早拆模过早混凝土表面产生收缩裂纹延长侧墙拆模时间混凝土表面湿度、温度降低较快隧道侧墙混凝土裂缝防治第25页，共47页。5、要因分析五：各工序安排不合理各工序安排不合理混凝土产生应力裂缝调整施工工序，缩短侧墙、底板浇筑时差侧墙与底板浇筑时差较长，混凝土收缩徐变不一致隧道侧墙混凝土裂缝防治第26页，共47页。八、制定对策对策表隧道侧墙混凝土裂缝防治第27页，共47页。隧道侧墙混凝土裂缝防治序号要因对策目标措施地点时间负责人3其他添加剂增加微膨胀剂通过增加微膨胀剂降低混凝土收缩徐变量，从而降低由于侧墙与底板收缩不同步而产生的应力裂纹。（1）、为降低混凝土收缩裂纹，在混凝土内添加一定数量的微膨胀剂，其用量由试验确定。现场、实验室2008年11~12月林文通、刘政4拆模过早延长侧墙拆模时间通过延长混凝土拆模时间，保证混凝土早期表面温度及湿度，从而减少表面收缩裂纹的产生。（1）、延长隧道侧墙模板的拆模时间，将侧墙拆模时间延长至7天；（2）、在混凝土拆模后，增加覆盖养护措施。现场2008年11~12月向宏、蔡汉林5各工序安排不合理调整施工工序通过调整施工工序，缩短侧墙、底板浇筑时差。（1）、在浇注底板混凝土前，先进行底板与支护桩间刚性铰混凝土浇注；（2）、在完成底板混凝土浇注前即进行侧墙钢筋绑扎；（3）、加强施工过程管理，减少各工序间及工序施工过程中时间的浪费。现场2008年11~12月杨斌、刘国强制表人：过勇制表日期：2008年10月30日第28页，共47页。九、分工实施实施一（无辅助降温措施）实施人:向宏林伟雄实施时间：2008年11月~12月（1）、根据侧墙厚度的不同，当侧墙厚度大于80cm时，中部预埋φ28mm冷却管，冷却管间距1.0m；（2）、根据在冷却管进、出水口位置设置温度剂，通过定时测定进、出水温差调整水量；（3）、在基坑外侧一定距离设置冷却水降温池，降低冷却水温度，当天气温度较高时，采用冰块降低冷却池水温。隧道侧墙混凝土裂缝防治第29页，共47页。实施二（水泥种类及用量）实施人:过勇刘政实施时间：2008年11月~12月（1）、为降低混凝土凝结硬化过程中水化热问题，混凝土内水泥应采用低水化热水泥，现场采用矿渣水泥，水泥用量280kg/m3，（2）、混凝土采用双参技术，即掺入粉煤灰及减水剂，其用量经试验确定为水泥用量的25%。隧道侧墙混凝土裂缝防治第30页，共47页。实施三（其他添加剂）实施人:林文通刘政实施时间：2008年11月~12月（1）、为降低混凝土收缩裂纹，在混凝土内添加一定数量的微膨胀剂，其用量经试验确定为水泥用量的8%。隧道侧墙混凝土裂缝防治第31页，共47页。实施四（拆模过早）实施人:向宏蔡汉林实施时间：2008年11月~12月（1）、延长隧道侧墙模板的拆模时间，将侧墙拆模时间延长至7天；（2）、在混凝土拆模后，增加覆盖养护措施。根据保温材料厚度计算值，决定延长混凝土的拆模时间，即在侧（中）墙混凝土浇筑后三天内不拆模板，保证早期混凝土表面温度；拆模后采用一层塑料薄膜加挂一层毛毯保温的措施，在混凝土拆模后6天内养护。根据工程的具体情况，应尽可能多养护一段时间，本工程要求养护14d，并随气温的变化进行湿润养护。混凝土养护结束后检查未发现有不允许产生的结构性裂缝。隧道侧墙混凝土裂缝防治第32页，共47页。实施五（各工序安排不合理）实施人:杨斌刘国强实施时间：2008年11月~12月（1）、在浇注底板混凝土前，先进行底板与支护桩间刚性铰混凝土浇注；（2）、在完成底板混凝土浇注前即进行侧墙钢筋绑扎；（3）、加强施工过程管理，减少各工序间及工序施工过程中时间的浪费。由项目副经理刘国强全面负责现场各工序及各作业班组的统一调配，大大加快了施工进度。隧道侧墙混凝土裂缝防治第33页，共47页。实施五（各工序安排不合理）通过上述措施的实施，侧墙与底板浇筑时差大大缩短，经现场人员记录统计如下表：

隧道侧墙混凝土裂缝防治第34页，共47页。十、效果检查1、有形成果：（1）、隧道侧墙裂缝控制2008年12月下旬小组成员即针对11月、12月间施工的第3~6段侧墙，不同种类的裂缝分别进行了调查，调查结果如下表：隧道侧墙裂缝调查统计表隧道侧墙混凝土裂缝防治第35页，共47页。通过对以上各措施的制定与落实，侧墙裂缝数量明显减少，达到了目标要求。对混凝土应力裂缝控制每段数量为0，对表面收缩裂纹控制在≤5条。

制图人：过勇制图时间：2008年12月31日混凝土应力裂缝：1~2条/10m；表面收缩裂纹：15~17条/10m。混凝土应力裂缝：0条/10m；表面收缩裂纹：≤5条/10m。隧道侧墙混凝土裂缝防治第36页，共47页。（2）、同QC小组活动前，积累了一定的施工管理、技术经验，为以后在类似工程中施工提供了一定的参考依据。（3）、隧道侧墙外观质量大大提高，达到规范及设计要求，得到业主和相关管理部门的一致好评，这是对我们活动成果的一种最大的肯定。

隧道侧墙混凝土裂缝防治第37页，共47页。2、经济效益成果：通过上述措施隧道侧墙裂缝明显减少，短期内经济效益并不明显，但从长远上看，隧道侧墙结构安全性、耐久性及防水效果的好坏，直接影响整个工程的经济效益，大大节约了由于隧道开裂而引起的堵漏及装修等费用，在隧道结构的使用寿命及控制整个工程维修费用上起至关重要的因素。隧道侧墙混凝土裂缝防治第38页，共47页。3、无形成果：通过开展QC小组活动，增强了全体施工管理人员和操作人员的赶工意识、主动性和积极性，施工管理人员和操作人员的技术水平同组织能力得到了很大的提高。在提高公司的声誉的同时，积累了施工经验，为日后更好、更快的完成工程打下良好的基础。隧道侧墙混凝土裂缝防治第39页，共47页。2、经济效益成果：通过上述措施隧道侧墙裂缝明显减少，短期内经济效益并不明显，但从长远上看，隧道侧墙结构安全性、耐久性及防水效果的好坏，直接影响整个工程的经济效益，大大节约了由于隧道开裂而引起的堵漏及装修等费用，在隧道结构的使用寿命及控制整个工程维修费用上起至关重要的因素。隧道侧墙混凝土裂缝防治第40页，共47页。4、组员自我评价表：（满分5分）小组活动前后自我评价雷达图制图人：赵惠茹制图时间：2009年1月5日序号项目活动前活动后1质量意识352QC知识243个人能力344解决问题的信心245集体精神35隧道侧墙混凝土裂缝防治第41页，共47页。十一、巩固措施1、将本次活动中制定