隧洞襯砌混凝土裂縫的預(yù)防及處理_工程管理

1、隧洞襯砌混凝土裂縫的預(yù)防及處理隧洞的襯砌混凝土施工過程中混凝土表面消失裂縫，帶有肯定的普遍性，裂縫的大小、成因各有不同。本文針對混凝土裂縫產(chǎn)生的緣由,提出裂縫的預(yù)防和處理方法,對提高混凝土襯砌質(zhì)量有借鑒意義。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，隧道二次襯砌施工普遍采納整體式鋼模臺車、泵送混凝土施工工藝，提高了混凝土施工質(zhì)量，削減了裂縫消失幾率。但混凝土施工過程中不行避開的會產(chǎn)生的裂縫，這些裂縫稍微的影響襯砌的外觀質(zhì)量，嚴(yán)峻的帶來工程隱患。因此掌握和削減混凝土裂縫的數(shù)量和寬度是工程施工的重中之重。本文對混凝土裂縫產(chǎn)生的緣由進(jìn)行了分析，并提出了預(yù)防裂縫產(chǎn)生的措施，但裂縫的

2、產(chǎn)生并不是一種緣由造成的，現(xiàn)場需要認(rèn)真分析。1裂縫的類型隧洞襯砌混凝土裂縫類型主要有：干縮裂縫、溫度裂縫、外荷載作用產(chǎn)生的變形裂縫、施工縫處理不當(dāng)引起的接茬縫等。1.1干縮裂縫混凝土在硬化過程中水分漸漸蒸發(fā)散失,使水泥石中的凝聚膠體干燥收縮產(chǎn)生變形,由于受到圍巖和模板的約束,變形產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力值超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),就會消失干縮裂縫。干縮裂縫多為表面性的,走向沒有規(guī)律。影響混凝土干縮裂縫的因素主要有：水泥品種、用量及水灰比,骨料的大小和級配,外加劑品種和摻量。1.2溫度裂縫水泥水化過程中產(chǎn)生大量的熱量,在混凝土內(nèi)部和表面間形成溫度梯度而產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土內(nèi)外的約束力時(shí),就會產(chǎn)生

3、溫度裂縫。裂縫寬度冬季較寬,夏季較窄。溫度裂縫的產(chǎn)生與二次襯砌混凝土的厚度及水泥的品種、用量有關(guān)。1.3荷載變形裂縫仰拱和邊墻基礎(chǔ)的虛碴未清理潔凈,混凝土澆筑后,基底產(chǎn)生不勻稱沉降;模板臺車或堵頭板沒有固定堅(jiān)固,以及過早脫模,或脫模時(shí)混凝土受到較大的外力撞擊等都簡單產(chǎn)生變形裂縫。荷載變形裂縫在隧洞襯砌混凝土病害中占有的比例逐年增大,已經(jīng)引起了廣闊工程技術(shù)人員的重視。1.4施工縫(接茬縫)施工過程中由于停電、機(jī)械故障等緣由迫使混凝土澆筑中斷時(shí)間超過混凝土的初凝時(shí)間,連續(xù)澆筑混凝土?xí)r,原有的混凝土基礎(chǔ)表面沒有進(jìn)行鑿毛處理,或者鑿毛后沒有用水沖洗潔凈,也沒有鋪水泥砂漿墊層,就在原混凝土表面澆筑混凝土

4、,致使新舊混凝土接茬間消失裂縫。2裂縫形成的緣由分析a.隧洞開挖成型質(zhì)量差,襯砌混凝土厚度嚴(yán)峻不勻稱;欠挖或初期支護(hù)侵入襯砌限界,造成襯砌混凝土厚度不足。個(gè)別隧洞襯砌混凝土背后存在脫空現(xiàn)象;b.未開展監(jiān)控量測工作,僅憑閱歷來確定二次襯砌的施作時(shí)間,平安牢靠性差,造成二次襯砌超設(shè)計(jì)荷載承受圍巖壓力;c.混凝土生產(chǎn)時(shí)原材料計(jì)量誤差大,外加劑的摻加隨便性大,用水量沒有依據(jù)砂、石料的實(shí)際含水率準(zhǔn)時(shí)加以調(diào)整;調(diào)整施工用水量,造成混凝土水灰比增大。在混凝土運(yùn)輸及泵送過程中加水的現(xiàn)象也比較普遍;d.采納整體式鋼模板臺車施工,混凝土澆筑時(shí)不振搗或漏振,混凝土均質(zhì)性差;e.盲目追求施工進(jìn)度,隨便提前脫模時(shí)間,使

5、低強(qiáng)度混凝土過量承受荷載,破壞了混凝土結(jié)構(gòu)。脫模后沒有進(jìn)行混凝土的保濕養(yǎng)護(hù);f.夏季施工時(shí)砂、石料露天堆放,無切實(shí)有效的降溫措施,混凝土入模溫度高。冬期施工時(shí)實(shí)行的防寒保溫措施不力。3隧洞混凝土裂縫的預(yù)防施工過程中混凝土裂縫是不行避開的,但也是可以掌握的。掌握隧洞施工中產(chǎn)生的裂縫,主要從原材料選擇、混凝土協(xié)作比和施工工藝等方面入手。3.1原材料選擇3.1.1水泥盡量采納低標(biāo)號、低水化熱的水泥;在不受侵蝕性介質(zhì)和凍融作用時(shí),宜采納一般硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥,若采納礦渣硅酸鹽水泥則必需摻外加劑,以降低泌水率。在施工中可能受凍融作用時(shí),則優(yōu)先選用一般硅酸鹽水泥,不宜采納火山

6、灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。3.1.2外加劑外加劑應(yīng)符合國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一等品以上的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),與水泥的相容性好,其使用應(yīng)不影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,并應(yīng)具有微膨脹、增加、坍落度提高和損失小、收縮小等特點(diǎn)。3.1.3骨料依據(jù)泵送管路的內(nèi)徑,盡可能選用粒徑較大的碎石。嚴(yán)格掌握含泥量不大于1%,吸水率不大于1.5%,針、片狀物含量不大于15%,粒徑以531.5mm為宜,最大不超過40mm。 3.1.4摻合料在一般混凝土中摻入活性礦物,如硅粉、磨細(xì)礦渣、粉煤灰等,可以改善混凝土中水泥石的膠凝物質(zhì)組成,改善集料與水泥石的界面結(jié)構(gòu)和界面區(qū)性能。這些對增進(jìn)混凝土的耐久性及強(qiáng)度都有本質(zhì)性的貢獻(xiàn)。3.2混凝土協(xié)作比在

7、高性能混凝土中,除摻入高效減水劑外,還摻入了活性礦物材料,它們不但增加了混凝土的致密性,而且也降低或消退了游離氧化鈣的含量。在大幅度提高混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B等級的同時(shí),也大幅度地提高了混凝土的耐久性。在滿意抗?jié)B要求的前提下,盡量削減水泥用量。3.3施工工藝做好施工過程中的降水、排水工作,必需做到圍護(hù)結(jié)構(gòu)無滲漏水,嚴(yán)禁帶明水澆注主體結(jié)構(gòu)混凝土。避開在酷熱的夏季露天澆筑防水混凝土,夏季施工時(shí)宜將砂石預(yù)冷,例如向砂石堆上噴灑水溫低的地下水或?qū)⑸笆谏w。而冬季拌合混凝土?xí)r,應(yīng)將拌合水適當(dāng)加熱,使混凝土入模溫度保持在510以上?；炷两Y(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置的各種鋼筋或綁扎鐵絲不得接觸模板,固定模板的螺栓必需穿過混凝土

8、結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)有止水措施。合理劃分施工段長度,適當(dāng)縮短施工縫間距,分段長度宜掌握在12m以內(nèi)。底板、邊墻、頂板施工縫盡可能對齊,必要時(shí)實(shí)行跳倉施工,也可采納后澆帶?；炷猎谶\(yùn)輸和泵送過程中嚴(yán)禁加水。適當(dāng)放慢灌注速度,兩側(cè)邊墻對稱分層灌注,到墻、拱交界處停1h1.5h,待邊墻混凝土下沉穩(wěn)定后,再灌注拱部混凝土?；炷凉嘧⑦^程中必需振搗,提高混凝土的密實(shí)度和均質(zhì)性,削減內(nèi)部微裂縫和氣孔,提高抗裂性。3.4混凝土后期養(yǎng)護(hù)一般混凝土一般在澆筑后12h內(nèi)即開頭養(yǎng)護(hù)。在氣溫高于攝氏5時(shí)一般采納灑水或蓄水養(yǎng)護(hù),即自然養(yǎng)護(hù);如平均氣溫低于攝氏5,不得澆水,養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能少于14d,且蓄水養(yǎng)護(hù)更優(yōu)于灑水養(yǎng)護(hù)?；炷帘砻?/p>

9、不便澆水時(shí),應(yīng)涂刷愛護(hù)層,如薄膜養(yǎng)生液等。4隧洞襯砌混凝土裂縫的治理對于隧洞襯砌消失的裂縫,應(yīng)仔細(xì)分析緣由,并對有害裂縫進(jìn)行處理,防止裂縫連續(xù)進(jìn)展,影響襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。4.1微小裂縫隧洞襯砌混凝土表面常消失一些沒有擴(kuò)展性的微小裂縫,這種裂縫是穩(wěn)定的,一般可自愈,不會影響結(jié)構(gòu)的使用和耐久性。從美觀考慮,可先清洗潔凈裂縫表面,然后涂刷環(huán)氧樹脂漿液二至三遍,最終用刮抹料、調(diào)色料處理混凝土表面,使其顏色與四周襯砌混凝土顏色全都。4.2貫穿性裂縫貫穿性裂縫的危害較大,必需實(shí)行有效的治理方法。沿裂縫方向鑿成寬5cm、深3cm的V形槽,在槽內(nèi)騎縫每隔0.5m鉆一孔,孔深為襯砌厚度的1/2或2/3,一般不少于

10、15cm,并不得穿透襯砌以防跑漿。用清水沖洗潔凈槽內(nèi)的雜物及粉塵,在孔內(nèi)插入10的壓漿管,利用環(huán)氧樹脂水泥砂漿嵌固,用灰刀將砂漿壓實(shí)抹光。待環(huán)氧樹脂砂漿有肯定的強(qiáng)度后,以0.15MPa0.2MPa壓力壓入水泥-水玻璃漿液或環(huán)氧樹脂漿液。壓漿結(jié)束后在0.2MPa壓力下壓水檢查壓漿效果。4.3密集裂縫襯砌背后有空洞或襯砌厚度不足引起的密集裂縫,必需進(jìn)行防水和地層加固處理。沿裂縫兩側(cè)每隔1.2m1.5m交叉布點(diǎn),鑿成10cm10cm大小深5cm的方槽,用風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆孔,孔深3m,安裝WDT25中空注漿錨桿,注入水泥砂漿,灰砂比1:(35),水灰比1:1,施工時(shí)由下往上逐級注漿,注漿壓力以0.4MPa0.6MPa為宜。注漿結(jié)束后,另鑿新孔在0.6MPa1.0MPa壓力下壓入純水泥漿檢查注漿效果,當(dāng)達(dá)到規(guī)定壓力而砂漿壓不進(jìn)時(shí),即認(rèn)為已經(jīng)注滿。注漿24h后安裝錨桿墊板,用環(huán)氧樹脂砂漿抹平方槽,表面用刮抹