淺談水工隧洞施工裂縫預(yù)防及加固措施

王春云

（甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅蘭州730030）

水工隧洞混凝土結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)裂縫問題，嚴(yán)重影響了水工隧道的穩(wěn)固性與安全性。在實際施工過程中，造成水工隧洞產(chǎn)生裂縫的原因較多，會影響到水工隧洞的承載能力和使用時間，給水工結(jié)構(gòu)埋下安全隱患。因此，一定要及時預(yù)防和實時控制裂縫產(chǎn)生，延長水工隧洞的使用時長，最大限度地實現(xiàn)水工隧洞的價值，提高經(jīng)濟(jì)效益。

1 水工隧洞施工裂縫成因分析

1.1 水工隧洞施工裂縫的類型

在施工過程中出現(xiàn)最多的裂縫主要有2種，一種是比較細(xì)小的表層裂縫，一種是危害性較大的貫穿性裂縫。細(xì)小表層裂縫大多出現(xiàn)在混凝土表面，特別細(xì)小，寬度＜0.5 mm，長度≥1 mm。這種裂縫大量存在，沒有特別明顯的規(guī)律，常常是微微張開或者完全閉合，危害較小，短時間內(nèi)不會造成嚴(yán)重后果，但是如果不及時控制，水就會逐漸滲透水工隧洞內(nèi)部，造成鋼筋生銹被腐蝕，最終導(dǎo)致工程出現(xiàn)安全事故。貫穿性裂縫存在于整個水工隧洞工程中，對水工隧洞有很大影響，威脅到整個隧洞的安全性和穩(wěn)定性。這種裂縫比較長，一般單獨出現(xiàn)，出現(xiàn)時向外張開，寬度＞5 mm，最高能達(dá)到20 mm以上。如果水工隧洞混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的滲漏現(xiàn)象，大多是具有危害性的貫穿性裂縫造成的。

1.2 水工隧洞施工裂縫的成因

一是溫差太大。如果溫度變化幅度太大，會導(dǎo)致襯砌混凝土收縮產(chǎn)生裂縫。當(dāng)隧洞通風(fēng)條件不好時，溫度過高不利于散熱，這種情況常見于南方水工隧洞施工，隧洞一直處于高溫狀態(tài)，溫度升高的同時會有水分的蒸發(fā)和冷卻，混凝土難以保持良好的狀態(tài)，整個施工環(huán)境和混凝土的溫度變化導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)[1]。

二是鋼筋應(yīng)力造成的裂縫。在短時間內(nèi)建造好的水工隧洞，當(dāng)外部遭受重壓的時候會出現(xiàn)裂縫，這種裂縫會給整個隧洞帶來安全性隱患，影響混凝土的質(zhì)量。

三是地質(zhì)水文情況變化造成的裂縫。地下水是不停在運動的，它的形成、分布、埋藏條件有一定的特點，雖然水工隧洞在建設(shè)之前都經(jīng)過考察，施工都是根據(jù)設(shè)計圖紙，但地下水不斷變化，施工情況就和起初的設(shè)計有所不同，造成裂縫產(chǎn)生。

2 水工隧洞施工裂縫預(yù)防及加固措施

2.1 預(yù)防措施

2.1.1 及時掌握施工情況 挖水工隧洞對隧洞周圍的紙質(zhì)巖石會有一定的損壞，甚至造成塌方。因此在挖隧道的同時要進(jìn)行加固，最大程度降低對附近巖體的震動，減少對已經(jīng)凝固的混凝土的破壞[2]。在水工隧洞建造過程中要進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐L(fēng)和排水，科學(xué)開展施工，并且加固穩(wěn)定支護(hù)，消除圍巖應(yīng)力分布問題，進(jìn)而保護(hù)建造中的襯砌混凝土。當(dāng)施工結(jié)束時，要檢查混凝土的厚度和均勻度是否符合建設(shè)要求，同時檢查支護(hù)加固情況。當(dāng)表層出現(xiàn)細(xì)小裂縫時，就要及時修復(fù)，確保施工質(zhì)量。此外，要科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)厥褂没炷镣饧觿?，尤其要把握好用量，挑選合適的種類。在正式施工之前，可以進(jìn)行實驗，檢測外加劑和水泥的混凝土能不能適用。還要保護(hù)已經(jīng)澆灌好的地方，采用合適的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，比如，可以用養(yǎng)護(hù)劑去噴涂邊墻和拱頂，也可以使用流水。

2.1.2 保證原料的品質(zhì) 購買原料的時候，最好買熱量比較低的水泥。一定要保證運輸、存儲安全，在這整個階段要保持水泥處于干燥的環(huán)境里，同時要確保水泥的純度，不能摻雜其他的東西。去施工現(xiàn)場檢查使用的材料，掌握好物資的使用和補(bǔ)給情況。合理控制混凝土的溫度，為了增強(qiáng)混凝土的密實程度，可以在里面加一些粉煤灰，同時加一些膨化劑還能提高滲透，不容易出現(xiàn)裂縫。

2.2 加固措施

2.2.1 采用粘鋼的方式來加固混凝土 這個加固措施主要是利用鋼板，鋼板比較堅硬，更具備穩(wěn)定性，在混凝土的表面放上鋼板，可以增強(qiáng)外部的承載能力，而且這個方法很容易實現(xiàn)，可以達(dá)到加固的目的，更節(jié)省成本，便于投入使用，唯一的缺點就是粘鋼需要很好的原料，鋼板要有防腐的效果。

2.2.2 利用碳纖維加固 把碳纖維放到混凝土表面，這樣能夠提高混凝土的受力，但需要高質(zhì)量的樹脂膠來連接這兩種材質(zhì)，連接后有利于碳纖維布發(fā)揮出它的抗拉功效。

2.2.3 利用CFRP補(bǔ)強(qiáng)CFRP是碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，涂抹這個可以增加碳纖維布和混凝土之間的黏性，有利于阻止有害的離子進(jìn)入到混凝土結(jié)構(gòu)中，可以大大提升抗震和承載力，加固混凝土，使混凝土在水工隧道的建造中發(fā)揮作用，延長水工隧洞的使用壽命[3]。

3 結(jié)束語

綜上所述，水工隧洞建造的時候，裂縫出現(xiàn)是長久存在的問題，在技術(shù)上不太容易解決，在水工隧洞實際建設(shè)過程中要具體問題具體分析，分析裂縫出現(xiàn)的原因，會造成的影響等，再根據(jù)分析的情況實施一些措施，找到解決的辦法，只有這樣才能更好地降低裂縫出現(xiàn)的概率，才可以確保水工隧洞工程建設(shè)的品質(zhì)，充分發(fā)揮出它的價值，提高水工