如何防止隧道二襯裂縫的出現(xiàn)

摘要：隨著隧道二襯裂縫影響嚴(yán)重性的提高，研究如何防治其出現(xiàn)凸顯出重要意義。本文首先介紹了二襯裂縫形成的原因，分析了隧道二襯混凝土裂縫處理方法，并結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，研究了二襯混凝土裂縫病害的預(yù)防。

關(guān)鍵詞：隧道；二襯裂縫；出現(xiàn)；防止

一、前言

作為隧道常見的病害之一，二襯裂縫的出現(xiàn)在近期極為嚴(yán)重地影響了隧道的正常狀況。該項(xiàng)課題的研究，將會(huì)更好地提升對(duì)隧道二襯裂縫的防止實(shí)踐水平，從而有效優(yōu)化隧道的整體效果。本文從介紹二襯裂縫的成因著手本課題的研究。

二、二襯裂縫形成的原因分析

1.設(shè)計(jì)粗糙，建設(shè)、監(jiān)理單位工作隨意性大

由于多方面的原因，勘察設(shè)計(jì)單位無法深入地開展地質(zhì)勘探工作，隧道圍巖類別評(píng)價(jià)及支護(hù)結(jié)構(gòu)等級(jí)設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)依據(jù)，帶有一定的盲目性。個(gè)別建設(shè)單位限于自身管理和專業(yè)技術(shù)水平的欠缺，任意變更原設(shè)計(jì)。

2.施工工藝或現(xiàn)場操作不規(guī)范

隧道開挖成型差，襯砌混凝土厚度嚴(yán)重不均勻；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)別隧道襯砌混凝土背后存在脫空、防水處理不當(dāng)、防水板破漏等現(xiàn)象；未開展監(jiān)控量測工作或量測走與形式僅憑經(jīng)驗(yàn)來確定二次襯砌的施作時(shí)間，安全可靠性差，造成二次襯砌超設(shè)計(jì)荷載承受圍巖壓力；混凝土生產(chǎn)時(shí)原材料計(jì)量誤差大，尤其外加劑的摻加隨意性大，沒有根據(jù)砂、石料的實(shí)際含水率及時(shí)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；采用整體式鋼模板臺(tái)車施工，混凝土澆筑時(shí)不振搗或漏振，混凝土均質(zhì)性差；盲目追求施工進(jìn)度，隨意提前脫模時(shí)間，使低強(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)行混凝土的潮濕養(yǎng)護(hù)；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)采取的防寒保溫措施不力。

3.原材料質(zhì)量差、配合比設(shè)計(jì)不合理

水泥品種選擇不當(dāng)，安定性不良，不同批次的水泥混用。碎石、砂級(jí)配差，含泥量超標(biāo)，碎石中石粉含量大，針、片狀物過多，影響了水泥與骨料的膠結(jié)。進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，忽視水泥用量增多對(duì)混凝土品質(zhì)的影響，錯(cuò)誤認(rèn)為水泥用量越多，混凝土強(qiáng)度越高。對(duì)摻合料和外加劑的選用缺乏專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)，往往達(dá)不到預(yù)期的效果。

三、隧道二襯混凝土裂縫處理方法

1.表面處理法

它主要有兩種操作形式，一是表面涂抹法，二是表面貼補(bǔ)法。這兩種裂縫修補(bǔ)法在相對(duì)穩(wěn)定以及不會(huì)影響結(jié)構(gòu)承載能力的表面裂縫和深度裂縫的處理上比較適用，是當(dāng)前業(yè)界普遍推崇的方法。它工序簡單，易于操作。對(duì)于漿液難以灌入、不漏水、不伸縮、已停止活動(dòng)的細(xì)且淺的裂縫，可采用表面涂抹法進(jìn)行修補(bǔ)。具體的處理步驟是，先將二襯表面灰塵用高壓水沖洗清理干凈，在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥，或者將防腐材料直接涂抹在混凝土表面。除涂抹水泥漿外，涂抹其他材料前，均應(yīng)等清洗的二襯表面干操后進(jìn)行。

表面貼補(bǔ)法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏，通?？梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布處理。粘貼前先進(jìn)行基面處理，保證基面平整、無塵、無油污、干操，在處理好的混凝土表面涂一層很薄的底層膠，既增強(qiáng)混凝土表面強(qiáng)度，又可以改善膠結(jié)性能，從而使二襯與玻璃纖維布之間粘貼性得以提高；按要求尺寸裁剪纖維布，用滾刷或毛刷均勻、無遺漏地將粘接膠涂在二襯表面，粘接膠涂布面應(yīng)不小于所粘貼玻璃纖維布大小，鋪覆玻璃纖維布，用膠輥在玻璃纖維布上沿纖維方向施加壓力并反復(fù)輥壓，使粘接膠液充分浸漬纖維布，消除氣泡和去除多余膠，使玻璃纖維布和底層充分粘接；待貼補(bǔ)面干操后，表面涂刷調(diào)色水泥漿，使貼補(bǔ)面顏色與二襯顏色一致。

2.填充嵌縫處理法

填充法分為直接填充法和鑿槽填充法。直接填充法適用于較寬的裂縫，用高壓風(fēng)將裂縫吹洗干凈，將修補(bǔ)材料直接填充裂縫，表面抹光，直接填充法作業(yè)簡單，費(fèi)用低。鑿槽填充法適用于裂縫寬度較窄（填縫材料無法直接嵌入裂縫的縫隙），或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫以及小規(guī)模裂縫的簡易處理。沿裂縫將二襯面鑿成U形或V形槽，用水將槽口沖洗干凈，然后用高壓風(fēng)將槽內(nèi)積水吹干，再嵌入填充材料，填充材料可以使用有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠、環(huán)氧樹脂、聚合物水泥砂漿或純水泥砂漿等。

3.拆除重砌法

拆除重砌法是在裂縫采取修補(bǔ)措施無法彌補(bǔ)的情況下的處理方法。當(dāng)襯砌裂縫多，裂縫貫穿整個(gè)襯砌截面，影響結(jié)構(gòu)受力及穩(wěn)定時(shí)，拆除既有裂縫二襯，拼裝砌襯模板重新澆筑二次襯砌。

拆除重砌應(yīng)逐段進(jìn)行，采用微差爆破拆除，微差爆破能有效地控制爆破沖擊波、震動(dòng)、噪音和飛石，操作簡單、安全、迅速，破碎程度好，對(duì)相臨襯砌影響小。拆除時(shí)在砌襯拱頂、左右拱腰、左右拱腳（矮邊墻上50cm位置，防止損壞矮邊墻）等5條線縱向打眼，眼格間距25cm，間隔裝藥，起爆順序?yàn)楣绊敗笥夜把笥夜澳_。為防止爆破的二襯塌下砸損路面，應(yīng)在路面鋪一層50cm厚砂土保護(hù)。炸除后用挖掘機(jī)清理廢渣，割除破損的防水板重新鋪裝，安裝止水條，在矮邊墻上植Φ25鋼筋，間距為30cm，保證襯砌后整體性，再立模，澆筑二襯。二襯重新澆筑前一定要查明導(dǎo)致裂縫的原因，若是因?yàn)閲鷰r變形導(dǎo)致二襯裂縫，重新澆筑時(shí)應(yīng)在二襯內(nèi)植入型鋼鋼架或采用鋼筋混凝土二襯。

四、二襯混凝土裂縫病害的預(yù)防

要提高二次襯砌混凝土施工質(zhì)量，最好的方法是在施工過程中嚴(yán)格把關(guān)，做好裂縫病害的預(yù)防工作，而不是在出現(xiàn)裂縫病害后進(jìn)行修補(bǔ)?？偟膩碚f，可以從以卜幾個(gè)方面著手進(jìn)行：

1.施工前加強(qiáng)環(huán)境勘測在隧道設(shè)計(jì)階段，應(yīng)當(dāng)充分做好地質(zhì)環(huán)境勘測工作，包括地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文、溫度、濕度等方面的資料，都應(yīng)當(dāng)詳細(xì)準(zhǔn)確，以便為隧道設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的參數(shù)。在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境條件，采用適宜的結(jié)構(gòu)布局，確保襯砌和支護(hù)具有足夠的承載能力。如果在施工過程中，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境條件發(fā)生變化，或者與設(shè)計(jì)資料不相符合，應(yīng)當(dāng)及時(shí)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行變更，以符合地質(zhì)環(huán)境的需要。

2.加強(qiáng)材料檢測材料包括水泥、碎石、砂、水、外加劑等，在進(jìn)場前都應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制其質(zhì)量。對(duì)于不同品牌、規(guī)格、批次的水泥，嚴(yán)格控制水泥用量，堅(jiān)決杜絕混用現(xiàn)象。骨料粒徑大小以及含泥量、針片含量都應(yīng)嚴(yán)格控制，不能超過標(biāo)準(zhǔn)。外加劑的品種和添加量應(yīng)當(dāng)慎重選擇，以避免混凝土出現(xiàn)腫脹開裂現(xiàn)象。

3.加強(qiáng)施工管理可以有效的提高二次襯砌混凝土施工質(zhì)量，在開挖爆破時(shí)，要注意控制炸藥用量，減少開挖爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)引起結(jié)構(gòu)變化，降低外部應(yīng)力對(duì)二次襯砌混凝土的影響。對(duì)于初期支護(hù)，必須注意其平順度，并嚴(yán)格控制二次襯砌的厚度。為了減少砼內(nèi)部收縮應(yīng)力，二次襯砌使用的模板長度不宜超過9m，對(duì)骨灰比和水灰比經(jīng)過試驗(yàn)論證后再投入實(shí)際應(yīng)用。在拆模時(shí)，必須在鹼強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa后才可進(jìn)行，嚴(yán)格控制拆模時(shí)間，并減少拆模對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的撓動(dòng)。在澆筑完成后，及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，控制其溫度的變化，避免因溫度變化造成混凝土拉應(yīng)力過大出現(xiàn)裂縫病害。

五、結(jié)束語

通過對(duì)隧道二襯裂縫防止的相關(guān)研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)前各種條件下，引起隧道二襯裂縫的原因是多方面的，有關(guān)人員應(yīng)該從其客觀實(shí)際情況出發(fā)，充分利用既有優(yōu)勢條件，研究制定最為符合實(shí)際的二襯裂縫防治實(shí)施對(duì)策。在嚴(yán)格執(zhí)行上述措施后，隧道二襯裂縫的出現(xiàn)比以往隧道少了許多，很好的控制了裂縫的出現(xiàn).

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