隧道二次衬砌混凝土裂缝防治探讨:隧道衬砌裂缝根据

时间：2019-05-16 03:19:24　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：主要介绍隧道二次衬砌裂缝产生原因和防治措施的技术要点及对策。　　关键词：隧道；二次衬砌混凝土；裂缝；分析；防治　　Abstract: this paper is mainly introduce tunnel in the second lining crack causes and prevention and control measures of the technical key points and corresponding measures.
　　Keywords: tunnel; The second lining concrete; Crack; Analysis; Prevention and control
　　
　　
　　中图分类号：U45文献标识码：A 文章编号：
　　1前言
　　随着我国公路建设的发展，公路等级、质量要求越来越高在公路隧道建设过程中，衬砌裂缝是一种常见质量缺陷。有些裂缝是由施工原因造成的，这种裂缝多发生在衬砌上部，而且，由于隧道内光线昏暗，能见度差，出现裂缝后难以及时发现，往往导致同类裂缝在整条隧道中多次出现。本文分析了隧道二次衬砌裂缝的产生原因，并阐述了裂缝治理的方法，希望为类似工程提供参考。
　　随着国民经济的发展，穿越山区高等级公路和铁路的建设也越来越多。由于地形特殊和线形要求，隧道工程将越来越多。隧道工程施工完工后二次村砌均会有不同程度的纵横裂缝，产生裂缝的原因，二次村砌裂缝治理措施，是值得广大技术人员探讨和研究的。
　　2.1 隧道裂缝状况
　　目前隧道施工均按新奥法施工，开挖后及时支护，加强监控测量，确定围岩变形基本稳定后进行村砌浇筑。拆模后不久发现隧道二次村砌出现多条裂缝，裂缝主要分布在拱顶和边墙，拱脚较少；大部分裂缝为水平向，少量为斜裂和竖向裂缝（不包括环向施工处开裂），裂缝长度不等，宽度0.7～0.15mm，深度11.8～56.6mm。
　　2.2 村砌受力分析
　　在按新奥法修建的隧道中，围岩是承载架构的主体，锚喷支护仅承受部分松散荷载和围岩变形压力。在Ⅳ、Ⅴ类围岩中，村砌为安全储备，并承受部分流变荷载、地震力等，不承受底层荷载和水压力；在Ⅱ、Ⅲ类围岩中，村砌除承受部分流变荷载、地震力外，还承受部分部分围岩形变压力（围岩变形未稳定）。按隧道施工技术规范要求，村砌的施工均在围岩变形稳定后进行，并且施工排水设施完善，排水状况良好，村砌主要承受自重及围岩弹性抗力，村砌拱部及边墙的内表面弯拉应力较大，该处容易产生啦裂缝。
　　
　　2对二衬混凝土裂缝的认识
　　2.1裂缝产生的时间
　　二衬混凝土裂缝产生的时间各有差异，可能出现的时间分别为混凝土拆模后、混凝土浇筑后5d～6d、隧道贯通后．最长的可能达几个月甚至一、二年。
　　2.2 二衬混凝土受力状况分析
　　由目前较先进、并被广泛采用的隧道新奥法(NATM)设计及施工理论的基本思想发现，隧道的外部荷载主要是围岩压力．隧道承载抵抗力主要是靠隧道初期喷锚支护将隧道周边围岩和初期喷锚支护结构组成综合结构层形成的弧形拱力。《公路隧道设计规范》中明确规定：“复合式衬砌中的二次衬砌，Ⅰ—Ⅲ级围岩中为安全储备，并按构造要求设计；Ⅵ—Ⅴ围岩中为承重结构，可采用地层结构法计算内力和变形。。” 当二衬混凝土结构受到与设计状态不同的应力，且这个应力超过二衬混凝土自身所能承受的应力时，二衬混凝土表面将出现水平、竖向、斜向等方向的裂缝。
　　3 裂缝成因分析
　　3．1 拆模过早
　　据调查，隧道衬砌出现裂缝段拆模时砼龄期均不大于l2小时，后经试块试验类比实测，拆模时砼强度只有1．1MPa，小于《公路隧道施工技术规范》要求的2．5MPa，难以达到砼自身抗压和抗拉要求，致使隧道二次衬砌拱部和边墙砼受自重作用而产生水平向的弯拉裂缝。由图二(b)可知：拱顶弯矩比拱脚大，故拱顶裂缝多于拱脚。同时，由于模板的拆除，使得衬砌内侧变成了临空面，衬砌边墙由原来的部分受压结构变成同时承受弯压双重作用结构(见图(b))，最终边墙亦产生了水平裂缝；而砼龄期大于24小时拆模时，其砼自身强度大于2．5MPa，满足《公路隧道施工技术规范》的要求，如图一所示的隧道二次衬砌裂缝基本消失，因此，拆模过早是导致隧道二次衬砌产生裂缝的主要原因。
　　3．2 砼配合比欠科学
　　衬砌采用泵送砼，水灰比大且砂细，砼早期强度低。拌合物粘聚I生和保水性比普通砼差，浇筑振捣容易使砼均匀性受到影响，同时，也会增大收缩变形。
　　3．3 衬砌厚度不均匀
　　光面爆破不够完善，围岩超挖部分衬砌变厚，而局部欠挖又侵入衬砌，使得衬砌厚度不均匀。由于衬砌局部偏簿等原因，在衬砌内形成了多处簿弱面。这些簿弱面受砼收缩、温度变化等综合作用而开裂，形成不规则的斜向和竖向裂缝。
　　4二衬砌混凝土裂缝的防治措施
　　4.1 设计方面
　　1)切实加强地质勘察与试验分析，提供准确的设计参数；
　　2)针对不同的地质条件。采用适宜的洞室断面结构．不应在不同的地质条件下千篇一律地套用同一个洞室断面结构形式；
　　3)设计人员应密切注意隧道工程的施工现场情况．根据具体施工工艺与地质情况及时修正设计；
　　4)建议适当地增加防水卷材的厚度．根据有关试验验证．防水卷材厚度以1．2mm～1．5mm为宜：
　　5)在条件允许的情况下，建议隧道二衬混凝土采用具有良好的整体抗拉及抗压性能的钢纤维混凝土。
　　4.2 施工方面
　　1)切实改进施工工艺．提高隧道开挖的光面爆破效果．同时改进爆破工艺，控制炸药量．以减少开挖爆破时炸药对围岩的扰动。从而降低外部应力对二衬混凝土的影响：
　　2)必须保证初期支护的平顺度及二衬混凝土的结构层厚度：
　　3)二衬混凝土每模长度不宜超过9m，以减少混凝土内部的收缩应力；
　　4)二衬混凝土宜采用较大的骨灰比，降低水灰比．并通过全面细致的试验．保证混凝土外加剂的使用安全：
　　5)保证拆模时最后浇筑的二衬混凝土强度至少达到2．5MPa．同时减少拆模时对混凝土的挠动；
　　6)及时对二衬混凝土进行洒水(雾化水)养护，并采取必要措施严格控制混凝土温度的急剧变化．要求混凝土拆模时的内外温差不得大于20℃．养护期内混凝土表面温度的变化速度不宜大于5℃／h；
　　7)认真贯彻新奥法施工要求，进行及时、详细的施工量测，以量测的数据及时修正设计并指导施工。
　　5结束语
　　隧道衬砌裂缝和渗水病害的发生除不利的受力因素影响外，随着大流动性、泵送混凝土施工技术的应用，混凝土的收缩、温度(水热化)、配合比及施工工艺不当等因素正在成为隧道病害发生的主要原因，应引起足够注意。隧道衬砌裂缝及渗漏的预防应从结构、材料、施工工艺三方面综合考虑。隧道衬砌裂缝及渗漏治理之前，应分析查明病害原因，对承载力影响不大的裂缝应采用压浆法治理，渗水治理应根据渗水部位采用堵排结合方法。在堵水的治理中，化学压浆法是比较可行的施工方法。
　　
　　参考文献
　　1 王野王威浅谈隧道二次衬砌方法《民营科技》2010年 2期
　　2 佟鸿广隧道二次衬砌的施工《辽宁建材》 2009年 5期

推荐访问:衬砌裂缝混凝土隧道

隧道二次衬砌混凝土裂缝防治探讨:隧道衬砌裂缝根据

最新文章

热门文章