隧道二衬混凝土裂缝产生原因及防治措施

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1、第l4卷第1期石家庄铁路职业技术学院学报VOL．14No．12015年3月JOURNALOFSHIJIAZHUANGINSTITUTEOFRAILWAYTECHNOLOGYMar．20I5隧道二衬混凝土裂缝产生原因及防治措施赵志多(中铁十九局集团有限公司第二工程公司辽阳111000)摘要：随着交通工程建设的不断发展，隧道工程的修建也越来越多，在隧道修建的过程中由于设计和施工不合理，导致混凝土裂缝问题的出现。将对隧道二次衬砌混凝土裂缝问题进行分析，总结出产生裂缝的原因，旨在探讨出有效的防止措施，减少裂缝问题的出现，提高隧道结构的安全性和耐久性

2、。关键词：隧道二次衬砌混凝土裂缝防治措施中国分类号：U458文献标识码：A文章编号：1673．1816(2015)01．0059—041引言隧道工程的修建为我国交通领域的发展进步做出了巨大贡献，但在隧道工程的修建过程中存在着一定的弊端因素，影响了隧道工程的顺利修建以及安全保障的欠缺。修建隧道二次衬砌结构是工程结构进一步完善的过程，二次衬砌的主要材料是模注混凝土。在施工中，选用原材料不合格或施工工艺不完善，均会引起二衬混凝土出现裂缝，不仅影响结构外观造，还造成二衬结构耐久性不足，埋下了一定的安全隐患。目前，隧道二衬混凝土施工中存在诸多问题，原

3、材料选用不够严格，难以满足高性能混凝土的要求；振捣工艺不完善，在浇筑的工程中为了提高流动性，直接在混凝土中加水，混凝土的性能直线下降；浇筑后二衬混凝土拆模时间短，往往不足24小时就拆模，当模板拆卸之后，在外力和自重作用下，造成二衬混凝土内部损伤表面开裂；拆模后的二衬混凝土也没进行足够的养护，多数情况下均不做专门养护，混凝土易产生干缩裂缝，混凝土的性能得不到有效发挥。以上施工问题均会引起二衬混凝土出现裂缝，这些裂缝存在的范围较大，在拱顶和边墙的裂图1二次衬砌的弯矩图缝较为密集，裂缝出现的方向大多为水平方向，呈无序状态分布¨。另外，在拱脚处也存

4、在裂缝问题，但较之拱顶和边收稿日期：2014—11-17作者简介：赵志多(1980一)，女，汉，辽宁灯塔人，助理工程师，研究方向土木工程施工。59石家庄铁路职业技术学院学报2015年第1期墙相比较少，裂缝方向除了呈水平方向还存在斜裂和竖向裂缝。在隧道二次衬砌的施工中，选择合理的施工时间，并根据实际情况进行模注混凝土，确保受力结构处在最佳状态时进行衬砌浇筑。2二衬混凝土裂缝产生原因2．1受力不均匀造成裂缝目前二次衬砌混凝土裂缝出现的原因一部分是由于受力问题造成的。由于二次衬砌断面弯矩的改变造成受力不均见图l，混凝土出现裂缝。在隧道二次衬砌施工

5、过程中，保证衬砌断面受力均匀是减少裂缝的基本要求。在模注混凝土过早拆模时，未严格考虑混凝体强度的问题，导致混凝土受力时间过早，原有的受力大小对混凝土造成一定压力，导致裂缝的出现。另外，施工中爆破环节的不合理，出现局部欠挖，造成衬砌厚度的不匀称，导致局部的受力情况较大，出现混凝土裂缝。【22．2混凝土收缩造成裂缝混凝土的收缩是造成隧道二次衬砌混凝土裂缝的重要原因。混凝土收缩时产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度时，会造成结构表面开裂，直接影响混凝土结构抗渗能力，在地下水的作用下二衬发生渗漏水，进而会引起其它病害。在停止混凝土的养护之后，混凝土内部

6、的毛细孔不再存在可收缩性，这种不可逆收缩直接造成混凝土干燥，混凝土干燥的有效降低才能减少混凝土开裂【3】。混凝土收缩干燥，使内部毛细管的负压增大，造成内部毛细管壁的应压力，应压力作用下，导致混凝土裂缝的出现。在进行混凝土浇筑的过程中，混凝土的流动性和含水量都处于一个较高的状态，但在浇筑的过程中极易出现水分流失的情况，水分的蒸发以及没有合理的养护，造成毛细管负压的增加，混凝土的强度降低。另外，混凝土的收缩还和混凝土的配制有关，由于混凝土配制过程中水灰比较高，或者水泥浆较多，都会增加混凝土的收缩性，导致混凝土裂缝的出现。2．3环境温度引起混凝土

7、裂缝在隧道二次衬砌施工的过程中，环境温度对混凝土浇筑会产生一定的影响，这个影响主要分为外部环境温度的变化影响和内部水泥水化热引起的温度变化。例如在气温较高的夏季，隧道二次衬砌环境温度较高，施工中会根据温度的升高而改变混凝土自身的收缩性；在冬季施工中，由于施工外部环境温度较低，混凝土的冷收缩达到最大，使得在浇筑中的收缩能力发生第二次改变，而引起混凝土的开裂问题。混凝土内部的水泥水热化影响主要体现在混凝土的水泥配比较高，由于在高流动性的施工作业中，往往认为高强度的混凝土施工则需要高密度的水泥配比，高密度的水泥使用会造成混凝土内部的水热化现象提高

8、，造成内部散热现象较集中，造成混凝土表面裂缝的出现。在隧道二次衬砌中，对混凝土的要求标准较高，由于工程建筑的需求量大，不免出现竞争力较高的高强度混凝土市场竞争，造成混凝土内部水热