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科学之友FriendofScienceAmateurs2006年4月Ｂ

隧道衬砌混凝土裂缝的成因与防治

王俊生
（中铁三局铁科公司，河北霸州065700）

摘要：在山岭隧道施工中，二次衬砌混凝土裂缝成为带有一定普遍性的质量问题。文
章针对混凝土裂缝产生的原因，提出裂缝的预防和治理方法。
关键词：隧道施工；混凝土裂缝；原因分析；防治
中图分类号：TU528.0文献标识码：A文章编号：1000-8136(2006)04-0046-02

一定的盲目性。少数工程由业主的内部人员组成监理机构，监理
1混凝土裂缝的类型
工作失去了独立性。
1.1干缩裂缝（2）施工工艺或现场操作不规范。
混凝土在硬化过程中水分逐渐蒸发散失，使水泥石中的凝a隧道开挖成型差，衬砌混凝土厚度严重不均匀；欠挖或初
结胶体干燥收缩产生变形，而由于受到围岩和模板的约束，变形期支护侵入衬砌限界，造成衬砌混凝土厚度不足。个别隧道衬砌
产生应力，当应力值超过混凝土的抗拉强度时，就会出现干缩裂混凝土背后存在脱空现象。b未开展监控量测工作，仅凭经验来
缝。干缩裂缝多为表面性的，走向没有规律。影响混凝土干缩裂确定二次衬砌的施作时间，安全可靠性差，造成二次衬砌超设计
缝的因素主要有：水泥品种、用量及水灰比，骨料的大小和级配，荷载承受围岩压力。c混凝土生产时原材料计量误差大，尤其外
外加剂品种和掺量。加剂的掺加随意性大，没有根据砂、石料的实际含水率及时调整
1.2温度裂缝施工用水量，而造成混凝土水灰比增大。在混凝土运输及泵送过
水泥水化过程中产生大量的热量，在混凝土内部和表面间程中加水的现象也比较普遍。d采用整体式钢模板台车施工，在
形成温度梯度而产生应力，当温度应力超过混凝土内外的约束混凝土浇筑时不振捣或漏振，混凝土均质性差。e盲目追求施工
力时，就会产生温度裂缝。裂缝宽度冬季较宽，夏季较窄。温度裂进度，随意提前脱模时间，使低强度混凝土过量承受荷载，破坏
缝的产生与二次衬砌混凝土的厚度及水泥的品种、用量有关。了混凝土结构。脱模后没有进行混凝土的潮湿养护。
1.3荷载变形裂缝（3）原材料质量差、配合比设计不合理。
仰拱和边墙基础的虚碴未清理干净，在混凝土浇筑后，基底①水泥品种选择不当，安定性不良，不同批次的水泥混用。
产生不均匀沉降；模板台车或堵头板没有固定牢固，以及过早脱碎石、砂级配差，含泥量超标，碎石中石粉含量大，针、片状物过
模，或脱模时混凝土受到较大的外力撞击等都容易产生变形裂多，影响了水泥与骨料的胶结。②进行配合比设计时，忽视水泥
缝。荷载变形裂缝在隧道衬砌混凝土中占有的比例在逐年增大，用量增多对混凝土品质的影响，错误认为水泥用量越多，混凝土
已经引起了广大工程技术人员的重视。强度越高。对掺合料和外加剂的选用缺乏专业技术人员的指导。
1.4施工缝（接茬缝）
3混凝土裂缝的治理
施工过程中由于停电、机械故障等原因迫使混凝土在浇筑
中断时间超过初凝时间，再继续浇筑混凝土时，原有的混凝土基作为施工单位应加强衬砌混凝土的施工管理，避免或减少混
础表面没有进行凿毛处理，或者凿毛后没有用水冲洗干净，也没凝土裂缝的产生。对于出现的裂缝，应认真分析原因，分清是有害
有铺水泥砂浆垫层，就在原混凝土表面浇筑混凝土，致使新旧混裂缝还是无害裂缝，并对有害裂缝进行处理，防止裂缝继续发展。
凝土接茬间出现裂缝。3.1细微裂缝
隧道衬砌混凝土表面常出现一些没有扩展性的细微裂缝，这
2裂缝形成的原因分析
种裂缝是稳定的，一般可自愈，不会影响结构的使用和耐久性。从
（1）设计粗糙，建设、监理单位工作随意性大。美观考虑，可先清洗干净裂缝表面，然后涂刷环氧树脂浆液2~3
由于多方面的原因，勘察设计单位无法深入地开展地质勘遍，最后用刮抹料、调色料处理混凝土表面，使其颜色与周围衬砌
探工作，隧道围岩类别评价及支护结构设计缺乏科学依据，带有混凝土颜色一致。环氧树脂浆液配比，环氧树脂∶501稀释剂∶二甲

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苯∶乙二胺=1∶0.2∶0.35∶0.08。刮抹料配比，水泥∶细砂∶水=1∶2∶0.35。在0.45～0.55之间，混凝土入泵塌落度控制在（12±2）cm。e掺合
调色料配比，水泥∶白水泥∶107胶=5∶3∶1。施工时应经试验确定。料。推广掺加粉煤灰和膨胀剂的双掺技术，等量替代水泥，以减
3.2贯通性裂缝少水泥用量。对强度等级C25以下的混凝土，粉煤灰掺量一般为
贯通性裂缝的危害较大，必须采取有效的治理方法。沿裂缝水泥用量的10%～15%，膨胀剂掺量为水泥用量的8%～12%，具
方向凿成宽5cm、深3cm的V形槽，在槽内骑缝每隔0.5m钻一体掺量需经试验确定。
孔，孔深为衬砌厚度的1/2或2/3，一般不少于15cm，而不得