浅谈隧道混凝土衬砌裂缝的成因及处理

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1、浅谈隧道混凝土衬砌裂缝的成因及处理摘要：铁路开通运营后，随着时间的推移，地质条件的变化，围岩应力的重新分布，运营线上的隧道衬砌出现一定程度的病害。比较典型的病害包插衬砌变形、漏水、裂缝、酥解、拱顶掉块等。本文主要针对裂缝病害分析了其类型及成因，然后详细阐述了隧道混凝土衬砌裂缝的处理措施。关键词：隧道；混凝土衬砌；裂缝；注浆；柔性防水中图分类号：U45文献标识码：A一、隧道混凝土衬砌裂缝的类型及成因(-)类型1、干缩裂缝混凝土在硬化过程中水分山于逐渐蒸发散失，使水泥石中的凝结胶体干燥体积逐渐缩小而产生变形，由于受到围

2、岩和二衬模板的约束，变形产生应力，当应力值超过混凝土的抗拉强度时，就会出现干缩裂缝。干缩裂缝属于混凝土硬化后阶段发牛，属于后期裂缝。影响混凝土干缩裂缝的因素主耍有:水泥品种、用量及水灰比，粗细骨料的大小和级配，外加剂品种和掺量等，也与混凝土的振捣、天气、现场风速、养护有关。2、温度裂缝混凝土硬化期间水泥释放出大量的水化热，内部温度不断上升，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，就会产生温度裂缝。温度裂缝分内部温度裂缝和外部温度裂缝。温度裂缝的产牛与二次衬砌混凝土的厚度及水泥

3、的品种、用量冇关；此外虽然部分混凝土内部温度变化很小或变化缓慢，但表层温度可能变化较大甚至剧烈，如养护不周、时干时湿、表面干缩变形受到内部混凝土的约束也导致裂缝产生。3、荷载变形裂缝衬砌模板台车或堵头板没冇固泄牢固，以及过早脱模或脱模时混凝土受到较大的外力撞击等而产生的变形裂缝。荷载变形裂缝在隧道衬砌裂缝类型中的比重较大，特别是产生于衬砌边墙的荷载变形裂缝。14、施工接茬缝施工过程中由于停电、机械故障或管理不到位等原因，导致混凝土浇筑屮断时间超过混凝土的初凝时间，继续浇筑混凝土时，若原冇混凝土表面没有进行凿毛处理，

4、或者凿毛后没有冲洗干净，就在原混凝土表面浇筑混凝土，则会使新IH混凝土接茬间出现裂缝。(-)裂缝产生的原因隧道裂缝的出现以及发展是一个渐进的过程。通常来说，隧道裂缝在初期较少，相对分散，但是随着时间逐渐推移，裂缝问题开始恶化加重。对丁隧道裂缝而言，笔者认为其形成和发展大多受到临近围岩松弛、变形以及剥落的影响，无论是成型、发展或者闭合都与时间推移变化有关。此外，施工技术对于裂缝的出现也有较大影响，如隧道掘进方式、混凝土水灰比、振捣方式、养护、拆模以及拱背回填等。如果混凝土强度未满足设计需求而过早拆模，混凝土会过早受力

5、而出现裂缝；拱顶回填时如果无法保障回填密实度，则会导致顶部压力向两侧拱腰区域分散，其地压分布形式表现为“马鞍形”荷载，迥异于原始设计，进而导致拱顶剥落开裂，同时拱腰部分也会开裂。隧道施工完成后出现围岩扰动或者地层偏压也同样会导致隧道裂缝的产生，此外，隧道裂缝还会受到内外温差以及干湿度影响。二、隧道混凝土衬砌裂缝的处理措施(-)处理原则在处理隧道裂缝过程中，应充分参考裂缝深度、宽度、部位以及成因,并遵循如下处理原则：1、处理总准则是以低压灌浆和封缝胶修补为主，碳纤维补强封缝为辅，同时对个别渗漏情况进行处理。22、对于

6、宽度不同的隧道裂缝应采取相应的处理方案，整治过程屮拱部裂缝的修补是重点。3、在选择封缝材料时应保证科学、合理，以免充填物在修补裂缝后对混凝土耐各类性能造成损害。4、在处理隧道裂缝时应选取可靠、成熟的施工工艺与技术确保施工过程简单而富冇实效。(―)裂缝处理的技术措施1、对较大裂缝的处理若裂缝宽度±5mm,可采用嵌补24kg/m钢轨，并凿除破损部位后用同等级混凝土补强。钢轨设置应与裂缝垂直，间距采用1.0ni/环，钢筋网格16X16，间灰20emo2、对中等裂缝的处理若裂缝宽度介于3~5mm之间，可采用W型钢带+①42

7、径向钢花管注浆对衬砌结构进行补强。(1)钢带釆用BHW270型钢带(宽270mm,壁厚2.75mm)凿槽嵌入,槽宽40cm,深4cm；垂直裂缝、沿隧道衬砌内缘表面设置，间距1.0m0(2)042径向钢花管每根长3m,沿钢带环向设置，环向间距1.0叫钢花管尾部通过钢带屮部的管孔与钢带加垫板连接。(3)W型钢带及钢花管施作完成后，凿除破损部位采用二衬同等级混凝土回填。为加强混凝土与钢带间的连接，沿钢带环向及纵向分别设置①4钢筋N1、N2°N2钢筋与钢带焊接,N2钢筋间距10cm,N2钢筋与N1钢筋绑扎，N1钢筋间距12

8、emo(1)施工工序及注意事项施工前首先对裂缝进行灌溉及嵌补。根据设计间距在衬砌内表面放线，确定铺设钢带的位置。钢花管注浆加固前应采用临时横撑加固衬砌，以防注浆压力过大将衬砌破坏。3、对较小裂缝的处理若裂缝宽度W3mm,釆用在裂缝周围设置骑缝锚杆，对裂缝进行沿缝注浆。(1)沿裂缝下边距裂缝0.5m打一排间距1.0m、长2.0m的①22砂浆锚杆；沿裂缝上边打两