混凝土工程裂缝防治措施

宋俭

[摘 要]隧道二次衬砌施工混凝土硬化过程中产生的裂缝不仅影响了美观，还给工程质量留下了隐患。施工中必须采取合理的工程技术措施，控制和减少混凝土中裂缝的数量和宽度。本文分析了混凝土裂缝产生的原因及预防措施，并介绍了几种常见的裂缝治理方法。

[关键词]隧道 衬砌 混凝土 裂缝 防治措施

中图分类号：TM412 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0323-02

1 前言

随着国民经济的发展，山岭地区新建公（铁）路越来越多，隧道工程所占的比例逐步增大。但近年来，隧道二衬出现裂缝已成为较普遍的现象，这不仅影响了美观，还给工程质量留下了隐患。因此，分析裂缝产生的原因，并采取措施处理及预防是十分必要的。

2 裂缝的类型

隧道衬砌混凝土裂缝类型主要有：干缩裂缝、温度裂缝、外荷载作用产生的变形裂缝、塑性收缩、施工缝处理不当引起的接茬缝等。

2.1 干缩裂缝

由于新浇混凝土内外湿度变化及水分蒸发不均匀，在混凝土表面就会出现走向没有规律的干缩裂缝。影响混凝土干缩裂缝的因素主要有：水泥品种、用量及水灰比，骨料的大小和级配，外加剂品种和掺量。

2.2 温度裂缝

混凝土在硬化过程中会产生大量的水化热，由于混凝土内外散热不均匀，使得内外热胀冷缩的程度不同，这样混凝土表面会形成一定的拉应力，由此就形成了温度裂缝。温度裂缝的产生与二次衬砌混凝土的厚度及水泥的品种、用量有关。

2.3 荷载变形裂缝

仰拱和边墙基础的虚碴未清理干净，混凝土浇筑后，基底产生不均匀沉降；模板台车或堵头板没有固定牢固，以及过早脱模，或脱模时混凝土受到较大的外力撞击等都容易产生变形裂缝。

2.4 塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中宽，两端细、且长短不一，互不连贯状态。常发生在混凝土表面上，较短的裂缝一般20～30cm，较长的裂缝可达2～3m，宽度0.5～1mm。从外观分为无规则网络状和稍有规则的斜纹状或反映出混凝土截面而变化等规则的形状，深度一般3～5cm，通常不延伸到边缘。

2.5 施工缝

施工过程中由于停电、机械故障等原因迫使混凝土浇筑中断时间超过混凝土的初凝时间，继续浇筑混凝土时，原有的混凝土基础表面没有进行凿毛处理，或者凿毛后没有用水冲洗干净，就在原混凝土表面浇筑混凝土，致使新旧混凝土接茬间出现裂缝。

3 裂缝形成的原因分析

混凝土裂缝形成的原因非常复杂，往往是多种不利因素综合作用的结果。？

3.1 技术原因

施工工艺或现场操作不规范，混凝土浇筑时不振捣或漏振，或未开展监控量测工作，导致隧道开挖成型差，衬砌混凝土厚度严重不均匀；欠挖或初期支护侵入衬砌限界，造成衬砌混凝土厚度不足。个别隧道衬砌混凝土背后存在脱空现象。

3.2 管理原因

混凝土生产时原材料计量误差大，尤其外加剂的掺加随意性大，没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水量，造成混凝土水灰比增大。在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也比较普遍。

3.3 人为原因

盲目追求施工进度，主观上偷工减料，随意提前脱模时间，使混凝土过早承受荷载，破坏了混凝土结构，脱模后没有及时对混凝土养护，表现为注浆不饱满，二衬厚度不足。

4 混凝土裂缝的治理

隧道二次襯砌施工普遍采用整体式钢模板台车、泵送混凝土施工工艺，施工过程有多种因素易导致混凝土出现裂缝，对于出现的裂缝，应认真分析原因，分清是有害裂缝还是无害裂缝，并对有害裂缝进行处理，防止裂缝继续发展，影响衬砌结构的稳定。

4.1 细微裂缝

隧道衬砌混凝土表面常出现一些没有扩展性的细微裂缝，包括宽度<0.05mm的表面裂纹，一般可不处理，0.05mm≤宽度<0.15mm的裂缝（不含出现渗水的裂缝），做表面封缝。从美观考虑，可先清洗干净裂缝表面，然后涂刷环氧树脂浆液二至三遍，最后用刮抹料、调色料处理混凝土表面，使其颜色与周围衬砌混凝土颜色一致。

这种裂缝是稳定的，一般可自愈，不会影响结构的使用和耐久性。

4.2 密集裂缝

衬砌背后有空洞或衬砌厚度不足引起的密集裂缝，必须进行防水和地层加固处理。沿裂缝两侧每隔1.2m～1.5m交错布点，凿成10cm×10cm大小深5cm的槽，用手动凿岩机凿孔，孔深3m，安装φ600mm中空注浆钢花管，注入纯水泥浆，水灰比1：1，施工时由下往上逐级注浆，注浆压力0.6MPa～1.0MPa为宜。注浆结束后，另凿新孔在0.8MPa～1.2MPa压力下压入纯水泥浆检查注浆效果，当达到规定压力而砂浆压不进时，即认为已经注满。注浆24h后环氧树脂砂浆抹平方槽，表面用调色剂处理。

4.3 贯通性裂缝

贯通性裂缝的危害较大，必须采取有效的治理方法。沿裂缝方向凿成宽5cm、深3cm的V形槽，在槽内骑缝每隔0.5m钻一孔，孔深为衬砌厚度的1/2或2/3。用清水冲洗干净槽内的杂物及粉尘，在孔内插入压浆管，利用环氧树脂水泥砂浆锚固。待环氧树脂砂浆有一定的强度后，压入水泥-水玻璃浆液或环氧树脂浆液，裂缝表面用刮抹料和调色料处理。

5 预防混凝土裂缝的措施

5.1 把好材料进场关，严格控制原材料的质量和技术标准

施工中应采取措施减少单位水泥用量，采用适量的高效减水剂，可有效减少拌合用水，降低水化热。根据泵送管路的内径，尽可能选用较大粒径的碎石和级配良好的中砂，严格控制含泥量在3%以内。水灰比越大，混凝土的干燥收缩越大。严格控制泵送混凝土的用水量是减少裂缝的根本措施。施工中水灰比在0.45～0.55之间，混凝土入泵塌落度控制在（12±2）cm。

5.2 完善混凝土施工工艺

二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定时施作。当围岩变形较大、流变特性明显，需提前施作二次衬砌时，必须对初期支护或衬砌结构进行加强。提高光面爆破效果，加强隧道监控量测，严格控制超欠挖，为衬砌施工创造良好的条件。

5.3 加强混凝土施工过程控制

混凝土在运输和泵送过程中严禁加水。适当放慢灌注速度，两侧边墙对称分层灌注，待边墙混凝土下沉稳定后，再灌注拱部混凝土。混凝土灌注过程中必须振捣，提高混凝土的密实度和均质性，减少内部微裂缝和气孔，提高抗裂性。混凝土拆模时的强度必须符合设计或规范要求，严禁未经试验人员同意提前脱模，脱模时不得损伤混凝土。

6 结束语

混凝土作为多组材料组成的脆性材料，裂缝的存在是客观的。作为施工单位应加强衬砌混凝土的施工管理，避免或减少混凝土裂缝的产生。一旦二衬砼出现裂缝，就必须对裂缝进行及时、仔细、认真的观测，以具体的观测数据，通过理论分析，判断二衬砼裂缝的危害程度，并决定是否采取进一步的措施予以处理。

参考文献

[1] 中华人民共和国行业标准《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）北京：人民交通出版社，2009年.

[2] 中华人民共和国行业标准《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）北京：人民交通出版社，2004年.

[3] 中华人民共和国国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）北京：中国建筑工业出版社，2002年.