水工隧洞襯砌混凝土產生裂縫的原因與方案

【摘要】水工隧洞通常都會設置相應的支護和襯砌來保證圍巖的穩(wěn)定性和安全性，如果襯砌混凝土產生裂縫，必然會導致結構承載力和抗?jié)B性能的下降，從而影響隧洞的正常使用。本文對水工隧洞襯砌混凝土裂縫的成因進行了分析，并提出了相應的預防和治理措施。

【關鍵詞】水工隧洞；襯砌混凝土；裂縫；原因；防治

前言

水工隧洞的功能包括了灌溉、發(fā)電、導流等，根據(jù)實際施工情況的不同，可以將其分為無壓隧洞和有壓隧洞。隧洞通常都會設置相應的襯砌，確保其能夠滿足水流沖刷、水壓以及防滲等方面的要求。但是在實際施工中，受各種因素的影響，襯砌混凝土可能會產生裂縫，影響其正常使用。

1 水工隧洞襯砌混凝土裂縫成因

1.1材料原因

原材料對于工程質量的影響是顯而易見的，在水工隧洞襯砌混凝土施工中，原材料的質量與混凝土裂縫的形成有著直觀的聯(lián)系。如果施工單位沒有重視對于原材料的質量控制，導致水平品種選取不當、存在受潮變質問題，或者粗細骨料級配不合理，泥沙含量超標，又或者沒有重視材料的存放管理，都可能會導致其出現(xiàn)質量問題。

1.2配比原因

水工隧洞工程本身的工作環(huán)境相對特殊，襯砌混凝土容易受到地質地形以及氣象水文條件的影響，耐久性無法保障，在這種情況下，需要做好混凝土配比設計。但是現(xiàn)階段，在部分水工隧洞施工中，技術人員在進行混凝土配比設計時，缺乏對于拌和站稱量系統(tǒng)的定期校定，也沒有對投料順序進行合理安排，在混凝土拌和過程中存在著盲目加水的情況，導致混凝土整體的性能無法保障[1]。

1.3基礎原因

在水工隧洞中，部分施工段由于成型輪廓較差，存在著欠挖或者超挖的問題，在襯砌混凝土施工后，欠挖部分會出現(xiàn)襯砌不均勻的問題，超挖倒懸部分則可能不密實，繼而導致裂縫的產生。另外，也有部分隧洞在底板澆筑前，沒有做好清基工作，使得在巖層和底板混凝土之間存在軟弱夾層，不均勻的襯砌荷載很容易引發(fā)結構開裂。

1.4振搗原因

在襯砌混凝土振搗施工環(huán)節(jié)，容易出現(xiàn)漏振或者振搗不足的問題，分析原因，一是因為在施工中采用了鋼模板臺車，下料時無法對臺車的下料窗口進行充分利用，存在著混凝土下料不均勻的問題；二是下料過高引發(fā)的分成厚度偏大，骨料分離使得振搗無法達到預期效果，混凝土密實度不足；三是下料窗口距離過大，在使用軟軸振搗器的情況下，無法有效振搗，或者模板強度沒有達到設計要求，導致施工人員不敢進行振搗。

1.5養(yǎng)護原因

養(yǎng)護不當會直接影響混凝土的施工質量，在部分水工隧洞工程施工中，由于工期緊任務重，存在著提前脫模或者養(yǎng)護時間不足的問題，使得混凝土在溫度或者收縮應力的影響下出現(xiàn)開裂問題。

2 水工隧洞襯砌混凝土裂縫預防

2.1注重材料管控

應該高度重視選材工作，從水工隧洞施工的具體需求出發(fā)，選擇發(fā)熱量較低的水泥，做好質量檢驗和運輸管理，依照出場日期和標號對水泥進行分別存放。在材料入場前，需要做好必要的質量驗收工作，淘汰其中存在的不合格產品；對于已經入場的材料，在使用前還應該進行抽檢，看其在存放過程中是否存在變質問題，如果發(fā)現(xiàn)材料質量不達標，需要及時清除避免誤用。在混凝土配合環(huán)節(jié)，可以適當加入粉煤灰，減少水泥用量，對混凝土的和易性進行改善，提升其質量[2]。

2.2強化配比設計

應該通過相應的試驗，對混凝土配比進行合理設計，嚴格依照配料單的要求進行下料操作，定期校核拌和站稱量系統(tǒng)，對誤差進行糾偏。應該依照混凝攪拌機的類型及混凝土的稠度、性能，對拌和時間進行確定。針對施工中存在的冷縫問題，應該加強對于施工設備的管控，保證混凝土澆筑施工的連續(xù)性，避免出現(xiàn)斷續(xù)澆筑的情況。如果由于特殊原因導致混凝土澆筑間隔過長，則需要在結合面做好相應的處理工作，提升混凝土的澆筑質量。

2.3做好隧洞清基

在施工環(huán)節(jié)，應該做好必要的測量工作，對欠挖和超挖的問題進行嚴格控制。在對巖基面進行清理時，要求施工單位必須在兩側5m左右的位置，設置相應的圍擋，避免雜物和水進入其中。在完成基底清理后，需要做好排水工作，重視襯砌段的超前處理和局部加固，保證施工的效果。

2.4優(yōu)化振搗施工

對于振搗原因引發(fā)的混凝土裂縫，應該優(yōu)化施工管理，安排專業(yè)的技術人員進行指導，避免隨意振搗的情況。需要從澆筑面的實際情況出發(fā)，對施工工藝進行改善，對施工流程進行規(guī)范，確保振搗施工的合理性，避免漏振或者過振的現(xiàn)象。

2.5重視養(yǎng)護管理

應該重視混凝土的養(yǎng)護管理，待混凝土強度達到一定標準后才能進行脫模，然后噴涂相應的養(yǎng)護劑或者澆水養(yǎng)護，保證養(yǎng)護時間足夠，不能出現(xiàn)為趕工期而隨意縮短養(yǎng)護周期的情況。

3 水工隧洞襯砌混凝土裂縫治理

針對已經存在的裂縫，需及時進行治理，避免裂縫的擴大。一般情況下，襯砌混凝土裂縫的處理方法有幾種，一是開槽埋管法，施工相對簡單，但是會對原本的混凝土結構造成較大的破壞，而且開槽位置很難完全修復；二是斜孔埋管法，操作靈活，可以根據(jù)裂縫的具體情況選擇打孔角度，實用性較強，不過對于漿液的損耗較大，而且細微粉塵可能會堵塞裂縫，影響灌漿的質量；三是無損貼嘴法，不需要進行鉆孔操作，沒有孔容耗漿問題，可以更好的找準裂縫的走向，在降低成本的同時，也不會對原本的混凝土結構造成損傷，不過滲水縫隙位置的貼嘴是施工的難點。在漿材進行選擇時，應該強調耐久性和滲透性，比較常見的有EAA、LPL等高滲透改性環(huán)氧漿材。而在灌漿處理后，如果發(fā)現(xiàn)依然存在有滲水問題，則可以采用相應的嵌縫措施，將水引出后，于嵌縫表面粘貼玻璃絲布防滲，以丙乳砂漿進行封閉處理[3]。

4 結語

總而言之，在水工隧洞襯砌混凝土施工中，裂縫的類型眾多，誘發(fā)因素也是多種多樣，要求技術人員根據(jù)裂縫產生的原因，采取針對性的預防措施，做好裂縫的處理，切實保證工程的整體質量和使用安全。

參考文獻：

[1]趙海波，王安琪.水工隧洞襯砌混凝土裂縫產生原因及預防措施[J].水利規(guī)劃與設計，2016，（4）：111-113.

[2]李財輝.水工隧洞襯砌混凝土裂縫的防治及處理[J].福建建材，2013，（11）：67-68.

[3]王曉勇.水工地下隧道襯砌混凝土滲水裂縫處理[J].中國水運月刊，2011，11（10）：251-252.