隧道二襯混凝土表面裂紋防治

陳良杰

（中交第四公路工程局有限公司 北京 100022）

二襯混凝土表面裂紋是隧道施工中常見的質量問題，其不僅會降低二次混凝用的抗?jié)B能力，同時還會影響二襯的應用功能發(fā)揮，會使工程的整體的耐久性降低，從而大大影響隧道二襯施工質量，因此，采取有效措施解決隧道二襯混凝土表面裂紋問題十分有必要[1]。文章對隧道二襯混凝土表面裂紋防治進行探究，以此為保障隧道二襯混凝土穩(wěn)定、持久性奠定基礎。

1 二襯裂縫產生的原因分析

（1）地質環(huán)境影響

地質環(huán)境與隧道工程受力結構有著密切聯系，隧道施工過程中，地質環(huán)境因素會給隧道原有的巖體內力帶來不良影響，如果這種內力變化達到二襯混凝土自身無法承受的應力時，將會導致二襯混凝土表面出現微小的裂縫[2]。

（2）施工進度的影響

為了保證隧道施工的安全性，隧道二襯緊跟掌子面施工，使圍巖收斂在還沒有穩(wěn)定的情況下就展開二襯混凝土的澆筑，這樣會使圍巖后期沉降、應力釋放，極易造成二襯混凝土表面出現裂紋的現象。

（3）水泥材料的影響

在隧道二襯混凝土施工中，由于水泥材料質量不符合實際需求、混凝土的摻料水泥過細、水化反應快等因素，在施工后期將會降低混凝土后期的強度，出現微小裂縫的現象[3]。

（4）光爆質量影響

在隧道工程施工當中，將光面爆破開挖技術應用到實際中，將給隧道初期支護強度帶來不良影響。如果光面爆破效果沒有控制到位，會導致開挖斷面環(huán)向軸線無法協(xié)調圍巖壓力拱軸線，由此降低圍巖自穩(wěn)能力，無法保障其表面平順，給初期支護穩(wěn)定性帶來一定影響，由此造成二襯混凝土表面產生裂紋。

（5）爆破振動影響

隧道施工中的爆破發(fā)揮重要作用，然而在爆破開挖過程中會產生較大的振動，其將直接影響周圍圍巖的穩(wěn)定性，如果周邊圍巖的沉降收斂變形在較長時間內沒有穩(wěn)定，會使二襯混凝土的外部壓力變大，由此導致二襯混凝土表面產生裂縫。

（6）拆模時間的影響

二襯混凝土施工過程中，施工人員只是根據以往的經驗確定拆模時間，而在實際中，每次澆筑的溫度與濕度存在差異，而隨意的拆模將會導致二襯拆模時間不科學。由于二襯混凝土拆模時強度沒有達到實際要求，使二襯混凝土的應力無法滿足實際施工要求，由此造成二襯混凝土產生裂縫。

（7）混凝土養(yǎng)護的影響

隧道二襯施工中，沒有將養(yǎng)護工作落實到位，有的隧道沒有采取有效措施展開養(yǎng)護，由此導致混凝土表面產生裂紋的現象。

（8）環(huán)境溫差的影響

在氣溫急劇變化或者晝夜溫差較大的情況下，二襯混凝土極易受到環(huán)境溫差因素的影響而產生內部裂縫，由此導致二襯混凝土表面出現裂紋。

（9）水灰比的影響

在實際泵送施工中，要求保證混凝土水灰比，如果二襯混凝土水灰比較大，將使混凝土凝固成型時的內部收縮應力增大，由此產生裂縫現象。

（10）施工振搗的影響

在施工的振搗環(huán)節(jié)，由于個別部位不充分的振搗，造成混凝土的密實度無法滿足實際需求，由此降低了這部分的強度與應力承受能力，最終使二襯混凝土出現裂縫。

（11）施工縫設置的影響

在隧道施工當中，將仰拱填充、矮邊墻、二襯的環(huán)向施工縫的設置為錯開狀態(tài)，沒有將三者設置為同一環(huán)，由此使仰拱填充、矮邊墻、二襯難以實現同時沉降，極易導致二襯混凝土表面產生裂紋。

（12）沉降縫設置的影響

在隧道工程施工中，有的地段沒有按照設計要求展開，在圍巖級別變化處設置沉降縫，使圍巖級別變化處因不同的支護結構而造成沉降不均勻的現象，最終使二襯混凝土產生裂縫。

（13）施工工藝不當的影響

在施工中，施工人員采取的施工工藝不當也是導致產生裂縫的原因之一，由此出現隧道回填不理想、隧道拱頂巖石破碎等問題，最終造成隧道二襯混凝土表面產生裂紋。

2 二襯裂縫的防治措施

二襯混凝土裂縫一般是由多種因素綜合作用而產生的結果，因此，在施工中應當考慮到各個方面，采取有效措施進行防治。

2.1 施工縫對齊控制

為了防止二襯混凝土產生裂縫，應當保證仰拱施工縫與二襯施工縫的相對應，需提前安排仰拱施工縫留置，以此使二襯施工縫與仰拱小邊墻保持一致。

2.2 仰拱沉降觀察

（1）在進行仰拱與混凝土澆筑之前，應當將高壓水與高壓風應用實際中，清理基地虛碴，對于有水的地段，應當設置集水坑，需要注意的是，集水坑水位應處于仰拱地面的下端，使?jié)仓装迮c仰拱的作業(yè)在基地無積水無虛碴的情況下展開，現場施工人員應當嚴格把關施工質量。

（2）選定試驗段。隧道施工過程中的選定試驗段時，應當根據不同隧道不同圍巖進行選定；完成仰拱澆筑作業(yè)后，應當在填充表面進行沉降測點的設置，施工人員應每天做好觀察記錄；在進行下一道工序施工時，應保證仰拱沉降的穩(wěn)定性。

2.3 改進襯砌澆筑工藝

（1）將混凝土投料布料的方式進行改進：每澆筑層在中間及兩端3個投料孔均勻投料，每車混凝土左右側各投1/2，在澆筑過程中，應當實施對稱澆筑，并將振搗工作落實好。另外，在振搗過程中，應當加固端頭模板，對附著式振搗器的位置進行適當的調整，使端頭模板周圍的混凝土振搗質量得到提高。

（2）在脫模過程中，應保證二襯脫?；炷翉姸?，完成脫模作業(yè)后，應當采取有效措施進行混凝土的養(yǎng)護，一般采用灑水養(yǎng)護的方式，養(yǎng)護時間為5d左右，需要保證水與混凝土溫差在15℃以下，且需要使混凝土表面達到潮濕的效果。

2.4 原材料質量的控制

（1）控制水泥比，在施工中應嚴格進行水泥比的檢驗，當每車次水泥進入施工場地后，應對其質量進行檢驗，只有使其達到實際需求的情況下才可卸車，且需要保證其余各項指標達到檢驗標準。

（2）應當保證減水劑的原廠生產，使其符合出廠檢驗合格產品的需求。檢驗人員應當明確減水劑外包裝的封條及標準，對每批進場的減水劑應展開均質性試驗，使其達到標準要求后才能使用。另外，還需要保證減水劑科學的儲存方式，一般在溫度適宜、通風的環(huán)境下存儲。

3 隧道二襯混凝土表面裂紋的整治措施

當二襯混凝土裂縫基本穩(wěn)定的情況下，對裂縫的整治應當進行分類處理，主要分為兩類：①裂縫寬度＜0.2mm，可對裂縫進行修復的方法，將表面封閉工藝應用實際中；②裂縫寬度＞0.22mm，可將低壓注漿工藝的整治方法來修復裂縫。

3.1 表面封閉工藝修復措施

修補材料。選擇CARS-J型修補材料進行二襯混凝土表面裂紋的修復處理，該材料由高分子乳液、無機粉料構成，具有的特點有：①材料與基面良好的親和性。即使基面較為潮濕，對施工質量也不會帶來很大影響；②冷施工，較強的涂層整體性，且材料具有較高的耐久性與良好的柔韌性，整體缺陷較少；③可以對材料的性能靈活設計，對聚合物乳液、粉料、助劑的比例進行調整，獲得性能不同的產品；④修補機具。采用鋼絲刷、真空吸塵器、砂紙、吹風機、噴槍、角磨機、毛刷、手持攪拌機等；⑤修補工藝：a.基層處理：在清理混凝土表面時，可以采用鋼絲刷或砂紙進行清理，將混凝土表面的灰塵與雜質清除干凈，之后將雜質用清水沖洗；b.界面處理：在進行涂料的刷涂之前，應當保證粉料與乳液1：1的比例，并對其混合攪拌；對于面積較小的裂縫，可以實施噴槍噴涂的方式，之后再展開下一步涂料施工；c.涂料涂覆。將毛刷、手持式噴槍應用實際中，主要采用“十字法”的方式展開涂覆，在干燥與大風的環(huán)境下，可以將薄膜覆蓋的方法展開養(yǎng)護，以此防止涂層材料由于失水過快而影響涂層的效果，由此產生開裂的現象。

3.2 注漿修復方案

（1）修補材料。將CARS-B低粘度樹脂材料應用到低壓注漿工藝中，該工藝的實施關鍵在于修補材料的選取，要求修補材料的粘度與適用期達到實際需求，使其能在外加壓力作用下滲透到混凝土的細微裂縫中；且具有較強的環(huán)境適應性，能在溫度較低及潮濕的環(huán)境下實現固化；另外，材料的抗拉強度與粘接強度應當滿足實際需求，未取得良好的補強作用奠定基礎。

（2）修補機具。將低壓注漿器、吹風機、毛刷、電子稱、角磨機等應用到裂縫修補過程中。

（3）修補工藝。①首先將裂縫表面的灰層與雜質清除，可采用毛刷或鋼絲刷進行清理，對于裂縫內的灰塵可采用吹風機或高壓空氣清除；②在裂縫周圍封閉過程中，可以采用專用封縫材料沿裂縫走向展開作業(yè)，需要注意注漿嘴的設置，其目的是為了防止封縫材料堵塞注漿嘴；③等封縫材料固化之后，注入低粘度樹脂材料，可以將低壓逐漸器應用其中；④在注漿過程中，需要注意不斷進行注漿的補充，需保證漿液滲透裂縫時不再向下滲透為止；⑤等修補材料完全固化之后，應當將表面修補的材料去除，可以采用角磨機打磨的方法使表面達到平整的狀態(tài)。最后在表面將聚合物水泥漿保護層噴涂于表面，為保證裂縫修補的質量奠定基礎。

4 結束語

綜上所述，隧道二襯混凝土表面裂紋是隧道工程中常見的病害，其不僅會影響結構的耐久性，還會給隧道結構的質量埋下安全隱患，對隧道工程的整體質量帶來不良影響。因此，為了保證隧道工程的穩(wěn)定性，應當根據實際情況有效措施防治措施，以此為保證隧道工程的安全性、耐久性奠定良好基礎。

[1]鄒永祥.無外部荷載隧道二襯裂紋成因分析與研究[D].南昌：華東交通大學，2014.

[2]唐世斌.混凝土溫濕型裂縫開裂過程細觀數值模型研究[D].大連：大連理工大學，2009.

[3]黃威然，竺維彬.盾構隧道混凝土管片表面裂紋成因及防治[J].現代隧道技術，2003（03）：47～50.