隧道防裂抗?jié)B施工技術(shù)研究和應(yīng)用

王靜

摘要 在隧道工程中，混凝土的開裂現(xiàn)象較為普遍。裂縫的發(fā)生會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的下降，影響其耐久性，還有導(dǎo)致嚴(yán)重的滲漏，縮短隧道的使用壽命，影響隧道的正常使用和安全。本文針對實際工程對混凝土防裂施工和結(jié)構(gòu)外防水施工難點提出相應(yīng)技術(shù)解決措施，使得工程在防裂抗?jié)B施工順利完成。通過控制混凝土硬化過程中的水化熱產(chǎn)生、施工分段長度、混凝土自身收縮和對淤泥層基底進(jìn)行加固換填等措施控制混凝土裂縫的發(fā)生。此外，該工程還對結(jié)構(gòu)外采取防水卷材和涂料進(jìn)行防水處理，確保隧道防裂抗?jié)B性能。

關(guān)鍵詞 防裂； 抗?jié)B；隧道施工

中圖分類號U45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2011）43-0136-02

1 工程概況

某隧道是一條過江隧道，岸上隧道主體結(jié)構(gòu)長825m，其中北岸長390m，南岸長435m。隧道主體結(jié)構(gòu)由敞開段U形結(jié)構(gòu)和暗埋段矩形結(jié)構(gòu)組成，施工時兩種結(jié)構(gòu)均采用明挖法。主體結(jié)構(gòu)中頂板、底板和外側(cè)墻都屬于抗?jié)B部位，其中頂板厚度為0.7m~1.15m，底板厚度為0.7m~1.10m，外側(cè)墻墻厚為0.6m~0.9m。岸上隧道主體結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級為C30，抗?jié)B等級為S8。

2 岸上隧道主體結(jié)構(gòu)抗裂防滲施工技術(shù)

2.1 混凝土防裂施工

大體積混凝土中，由于其自身特性的影響，施工時會出現(xiàn)溫度裂縫，這些裂縫的發(fā)展對隧道主體結(jié)構(gòu)是不利的。在隧道施工過程中如果沒有對這些裂縫進(jìn)行有效地控制，導(dǎo)致隧道主體結(jié)構(gòu)發(fā)生滲漏。所以施工時必須對混凝土采取一定的措施控制其裂縫的產(chǎn)生。

2.1.1 控制混凝土硬化過程中的水化熱產(chǎn)生

由于大體積混凝土在硬化過程中會產(chǎn)生大量的水化熱，使得混凝土內(nèi)部溫度較其外部表面高，形成較大的溫差，導(dǎo)致混凝內(nèi)外發(fā)生程度不一的熱脹冷縮現(xiàn)象，當(dāng)混凝土表面由溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于其抗拉強(qiáng)度時就會發(fā)生裂縫。頂板和底板等在混凝土澆筑后，采取以下技術(shù)措施防止水化熱產(chǎn)生的裂縫：1）在保證混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計和施工要求的前提下，使用低熱水泥，并通過雙摻技術(shù)在混凝土制造過程中摻入一定量的減水劑和粉煤灰，減低混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的水化熱；2）在夏季施工時，為了降低其澆筑入倉時的內(nèi)部溫度，在制作過程中加入冰水，另外，在頂板和地板中部設(shè)置一排冷卻水管（DN25），間距為1m。

2.1.2 控制澆筑混凝土過程中的施工冷縫

該工程隧道主體結(jié)構(gòu)混凝土伸縮縫設(shè)置間距為20m~25m，如分段施工間距采用伸縮縫設(shè)置間距，會使得混凝土澆筑強(qiáng)度過高和時間過長，導(dǎo)致施工冷縫的出現(xiàn)，使得混凝土結(jié)構(gòu)不能達(dá)到抗?jié)B要求。通過控制岸上隧道主體結(jié)構(gòu)施工分段長度，對于施工間距超過20m的區(qū)域人為分成兩段施工，減小施工段長度和混凝土澆筑時間，降低混凝土澆筑強(qiáng)度，避免在分層澆筑時層與層之間產(chǎn)生施工冷縫，另外還可以減小混凝土干縮的影響。

2.1.3 控制混凝土硬化過程中收縮產(chǎn)生的裂縫

頂板和底板等在混凝土澆筑后，其表面水分蒸發(fā)要較內(nèi)部快，體積收縮也較內(nèi)部大，內(nèi)部混凝土就會約束表面混凝土的收縮變形，導(dǎo)致表面混凝土出現(xiàn)拉應(yīng)力而開裂。為避免這種裂縫的產(chǎn)生，采取以下技術(shù)措施防止收縮裂縫：在混凝土澆筑之前，采取模板澆水處理，避免模板吸收過多混凝土表面水分；對已澆筑的混凝土進(jìn)行復(fù)振，提高混凝土抗拉強(qiáng)度和粘結(jié)力，減小混凝土內(nèi)部的空隙和水分，提高混凝土自身抗裂能力；在混凝土表面水蒸發(fā)一定時間后，對混凝土進(jìn)行抹壓使得混凝土內(nèi)部裂縫愈合，另外保證混凝土的養(yǎng)護(hù)期和質(zhì)量，在夏季施工時延長混凝土的養(yǎng)護(hù)時間，減小混凝土因為收縮而引起的裂縫。

2.1.4 控制混凝土硬化過程中的沉降裂縫的產(chǎn)生

該工程岸上隧道暗埋段主體結(jié)構(gòu)基底處于承壓能力較差的淤泥層，容易產(chǎn)生沉降，導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生貫穿板厚沉降裂縫。為避免這種裂縫的產(chǎn)生，在施工前對淤泥層基底進(jìn)行加固換填處理，加強(qiáng)基底承載力減小沉降。

2.2 結(jié)構(gòu)外防水施工

由于混凝土裂縫的產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜，在正常使用階段也會有些細(xì)微裂縫的產(chǎn)生。為了確保主體結(jié)構(gòu)抗?jié)B性能，增加主體結(jié)構(gòu)的耐久性，對岸上隧道主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行防水處理。

2.2.1 底板和外側(cè)墻體采用防水卷材

底板施工時，防水卷材與底板結(jié)構(gòu)混凝土直接接觸，由于其缺少保護(hù)很容易發(fā)生磨損現(xiàn)象，導(dǎo)致防水效果不佳。針對這點，在底板結(jié)構(gòu)混凝土和防水卷材之間設(shè)置保護(hù)層，確保防水卷材的完整性。由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)連續(xù)墻的墻面較為粗糙，外側(cè)墻體的防水卷材直接與其接觸也會發(fā)生損壞，影響防水效果，其外進(jìn)行外側(cè)墻體施工也會對防水卷材造成一定的損傷。在進(jìn)行外側(cè)墻體防水卷材施工時，對連續(xù)墻表面用砂漿填平找平，確保抹面光滑平整。另外為了還增設(shè)保護(hù)板，間距為2m，在進(jìn)行鋼筋施工時避免卷材與鋼筋接觸，保護(hù)防水卷材。

2.2.2 保持卷材施工工作面干燥

由于該岸上隧道主體結(jié)構(gòu)有較多的地下連續(xù)墻，進(jìn)行基坑開挖時在連續(xù)墻接頭處會出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，潮濕的施工工作面會降低防水卷材的施工質(zhì)量。采用引流堵縫的措施，對連續(xù)墻滲漏及時處理，保證防水卷材的施工質(zhì)量。

2.2.3 確保卷材搭接部位的密封可靠

卷材搭接部分的密封性也是卷材能否可靠防水的關(guān)鍵。由于這部分工作無法通過肉眼進(jìn)行監(jiān)測，必須通過相關(guān)機(jī)械進(jìn)行檢查。采用機(jī)械焊接在搭接部位進(jìn)行充氣試驗，在檢驗合格確保搭接質(zhì)量時才可以進(jìn)行下一道工序。

2.2.4中置式止水帶變形的控制

中置式止水帶是防水中較為薄弱的位置，它很容易發(fā)生位移和變形。止水帶施工時采用先后不間斷澆筑混凝土方式，先進(jìn)行底下后進(jìn)行上混凝土的澆筑，避免中置式止水帶因為混凝土自重而發(fā)生的彎曲變形，另外對止水帶進(jìn)行特別的加固，防止其位移的發(fā)生。

3 結(jié)論

大體積混凝土中，施工時會出現(xiàn)溫度裂縫，這些裂縫的發(fā)展對隧道主體結(jié)構(gòu)是不利的。本文針對實際工程對混凝土防裂施工和結(jié)構(gòu)外防水施工難點提出相應(yīng)技術(shù)解決措施，使得工程在防裂抗?jié)B施工順利完成。通過控制混凝土硬化過程中的水化熱產(chǎn)生，使得混凝土內(nèi)外溫度差減小，減小由于熱脹冷縮現(xiàn)象產(chǎn)生的拉應(yīng)力；通過控制施工分段長度避免施工冷縫的產(chǎn)生；通過控制混凝土硬化過程中收縮，避免裂縫的產(chǎn)生；通過對淤泥層基底進(jìn)行加固換填，控制混凝土沉降裂縫。此外，該工程還對結(jié)構(gòu)外采取防水卷材和涂料進(jìn)行防水處理，確保隧道防裂抗?jié)B性能。防裂抗?jié)B施工必須遵守對到防裂抗?jié)B的要求，做好施工準(zhǔn)備工作和每一道工序，才能確保隧道防裂抗?jié)B施工達(dá)到良好的效果。

參考文獻(xiàn)

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