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1、中铁二十二局三公司金温铁路指挥部 邓 健摘 要：二衬混凝土裂缝是隧道工程常见病害，降低了二衬混凝土抗渗能力，影响二衬使用功能，降低混凝土耐久性，在施工过程中，必须严格 控制，最大限度地消除二衬裂纹，确保二衬混凝土安全、稳定、持 久工作。关键词：隧道 裂缝 防治 处理一、概 述隧道二衬混凝土裂缝是隧道工程常见的病害之一，它的出现不仅会 降低二衬混凝土的抗渗能力，影响二衬的使用功能，而且会引起钢筋的 锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响二衬质量。因此，在隧 道二衬施工过程中，必须严格按规程、规范要求施工，严把质量关，防 患于未然，尽可能地减少二衬混凝土裂缝的出现。对已经出现的混凝土 裂缝要进
2、行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工 中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证二衬混凝土 安全、稳定、持久地工作。二、某铁路隧道二衬裂缝现状1、浙江南部某在建铁路隧道目前二衬施工完成4600m，共发现二衬 裂缝 22 条，平均每公里条。2、二衬裂缝在洞口段出现较多，洞内较少；W、V级围岩地段出现 多，II、III级围岩地段出现少。3、绝大部分二衬裂缝宽度小于，符合高速铁路隧道工程施工质量验收标准要求，极个别的裂缝宽度在之间。4、二衬裂缝均发生在隧道两侧边墙部位，出现形式主要是单侧裂缝双侧对称裂缝和泄水孔处裂缝。5、二衬裂缝长度在lm-4m之间，走向以竖向居多，斜向
3、较少，没有出现贯通裂缝。裂缝二衬裂缝产生的原因分析四、隧道二次衬砌施工采用整体式模板台车、泵送混凝土施工工艺,混凝 土硬化过程中产生裂缝是大体积混凝土施工的常见病害之一。针对某铁 路隧道二衬裂缝情况进行原因，找出了产生二衬裂缝的 12个影响因素。1、地质环境影响 隧道工程受力结构与地质环境密切相关，隧道施工时会影响隧道原 有的岩体内力，致使岩体内力随着隧道掌子面的掘进而发生着微小变化， 而这种内力变化超过二衬混凝土自身所能承受的应力时，就会产生微小 裂缝。2、施工进度的影响 为了防止隧道施工触犯“安全管理红线”，隧道二衬紧跟掌子面施工， 致使围岩收敛在尚未真正趋于稳定的情况下就浇筑了二衬混凝土
4、，这样 围岩后期沉降、应力释放导致二衬混凝土开裂。3、水泥材质的影响 混凝土的掺料水泥过细，水化反应快，弹性模量大，抗徐变能力弱 导致施工后混凝土内应力大，后期强度降低，从而出现内部微小裂缝。4、光爆质量影响 隧道在采用光面爆破的开挖技术，影响了隧道初期支护强度和稳定 性。如果光面爆破效果控制不好，往往导致开挖断面环向轴线不能与围 岩压力拱轴线相协调，致使围岩自稳能力差，表面平顺度无保障，造成 初期支护稳定性差，折角部位应力集中，围岩对二衬混凝土压力大，导致二衬混凝土产生裂缝。5、爆破振动影响隧道爆破开挖产生的振动会对周边围岩的稳定产生较大影响，如果 周边围岩的沉降收敛变形在较长时间内尚未趋于
5、稳定，会使二次衬砌混 凝土承受较大的外部压力，导致其产生裂缝。6、拆模时间的影响 二衬施工时，没有每模制作同条件养护试块，只是根据已有的试验 数据判断拆模时间，由于每次浇筑的温度、湿度等条件不一致，导致部 分二衬拆模时，二衬混凝土强度达不到验标要求的8Mpa。二衬混凝土拆 模时强度不足，使二衬混凝土所能承受的应力不足，导致二衬开裂。7、混凝土养护的影响 隧道二衬施工中，养护工作一向不足，部分隧道根本没有进行洒水养护，导致混凝土因内部收缩应力增大而产生裂缝。8、环境温差影响 二衬混凝土在昼夜温差大或气温急剧变化时，极易产生裂缝。9、水灰比的影响 根据泵送施工要求，二衬混凝土水灰比较大，在混凝土凝
6、固成型时就产生较大的内部收缩应力，从而导致混凝土产生裂缝。10、施工振捣的影响 施工过程中，个别部位振捣不充分，造成混凝土不密实，混凝土凝固以后，振捣不密实的部位强度较低，应力承受能力不足，容易产生裂 缝。11、施工缝设置的影响在隧道施工过程中，仰拱、仰拱填充、矮边墙和二衬的环向施工缝 没有设置在同一环，而是错开设置，导致仰拱、仰拱填充、矮边墙和二 衬不能同时产生沉降而拉裂二衬混凝土，从而导致混凝土产生裂缝。12、沉降缝设置的影响部分地段未按设计要求，在围岩级别变化处设置沉降缝，导致围岩 级别变化处由于支护结构不同而产生不均匀沉降，从而导致混凝土产生 裂缝。四、二衬裂缝的防治措施针对二衬混凝土
7、产生裂缝的 12条主要原因，分别制定相应的防治措 施：1、针对地质环境影响，应在隧道施工过程中，结合隧道设计做好超 前地质预报工作，尽可能准确地掌握隧道围岩实际的工程地质与水文地 质情况，正确判断围岩类别，发现围岩地质情况与设计不符时，及时进 行设计变更，选择合理的支护结构类型，符合实际需要，以防止裂缝产 生。2、针对施工进度的影响，应根据隧道围岩类型及“红线”管理要求， 及时调整施工进度，必要时先暂停开挖施工，必须确保围岩变形及初期 支护完全收敛之后，再进行二衬施工，以防止裂缝产生。3、针对水泥材质的影响，应根据施工需要，选用细度、凝结时间、 安定性、弹性模量合理的水泥，减小混凝土凝固时产生
8、的应力，以防止 裂缝产生。4、针对光爆质量影响，及时调整光面爆破设计，并严格按设计施工， 加强光面爆破控制，提高光面爆破质量，增强围岩自稳能力，减少应力 集中，以防止裂缝产生。5、针对爆破振动影响，合理进行爆破设计，减少同时爆炸的炸药用 量，减小爆破震动，以防止裂缝产生。6、针对拆模时间的影响，应在每模二衬施工时，制作至少两组同条 件养护试块，根据以前测定的时间，每隔一小时进行试压，确保二衬拆 模时，混凝土强度达到验标要求的8Mpa,保证混凝土承受力，以防止裂 缝产生。7、针对养护不足的影响，应在二衬拆模后，及时进行洒水养护，洒 水次数必须使混凝土表面始终处于湿润状态，养护时间根据温度及施工
9、部位不同控制在1428天。养护用水应与拌合用水相同，水温与混凝土 表面温差不得大于151。当环境温度低于时禁止洒水，采取保湿保 温措施，以防止裂缝产生。8、针对环境温差的影响，在昼夜温差过大，或者气温急剧变化时， 要采取控温措施。环境温度急剧升高时，采取洒水降温；环境温度急剧 下降时，采取蒸汽保温或烘烤加热保温，以防止裂缝产生。9、针对混凝土水灰比的影响，应多做配合比试验，选用合理配合比， 在保证泵送施工顺利进行的前提下，尽可能降低水灰比。同时在施工过 程中，每班测定砂石料含水率，及时调整施工配合比，以防止裂缝产生10、针对施工振捣的影响，应在二衬混凝土浇筑过程中加强振捣， 两侧边墙部位采用插
10、入式振捣棒振捣，拱部采用附着式振捣器振捣，确 保混凝土振捣充分，以防止裂缝产生。11、针对施工缝设置的影响，应在隧道施工时，保证仰拱、仰拱填 充、矮边墙和二衬混凝土环向施工缝设置在同一个断面，使环向施工缝 贯通，以防止裂缝产生。12、针对沉降缝设置的影响，应严格按照设计要求，在围岩级别变 化处设置沉降缝，如果有围岩级别变更的，在变更断面处也要同样设置 变形缝，以防止裂缝产生。五、二衬裂缝处理措施对于目前已经发生的二衬混凝土裂缝，采取以下措施进行处理：1、对隧道二衬进行全面排查，检查出所有二衬裂缝，将裂缝的宽度、 长度、深度、走向等信息进行登记，以便逐条进行处理。2、聘请专业处理混凝土裂缝的施工
11、队伍，根据不同的裂缝类型，采 用不同的方法逐条进行处理。）3、对处理过后的二衬裂缝进行跟踪观测，发现继续发展的裂缝及时 进行二次处理，直至裂缝稳定不再继续发展。4、具体的处理方法有以下三种：（1）表面覆盖法表面覆盖法适用于由温差、养护不足、拆模时间短、水泥材质等原 因引起的微细裂缝（宽度小于）处理。它是在微细裂缝的表面上涂膜， 以达到修补混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方 法，这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以 追踪其变化。表面覆盖法所用材料通常采用弹性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、 聚合物薄膜等。施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛，清除表面 附着物
12、，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的气孔， 再用修补材料涂覆表面。（2）低压注浆法低压注浆法适用于由变形缝未设置、施工缝不成环、爆破振动、应 力集中等原因引起的宽度为的二衬混凝土裂缝修补。具体方法为：修补工序如下：裂缝清理试机配制注浆液压力 注浆二次注浆清理表面。当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴 医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，使裂缝封闭，大约 10 分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边 可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘 嘴的第二天进行，若气温高的话，半天就可注浆。操作时先用补缝器吸 取注浆液，插入注浆嘴，
13、用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆嘴压入 裂缝，当相邻的嘴中流出浆液时，就可拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般 由上往下注浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充 满，在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。（3）开槽修补法开槽修补法适用于由地质原因、施工进度过快等原因引起的较宽裂 缝（宽度大于）修补。具体方法为：采用环氧树脂，聚硫橡胶，水泥，砂，按照 10：3： 28 的比例，首先用人工将晒干筛好后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后， 将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中， 再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度。 及时将已拌好的改性环氧树
14、脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混 凝土凿槽内进行嵌入。从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内，一组砂浆的 整个施工过程需要 30分钟左右完成。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽 内处理好后两小时以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆 进行覆盖，待完全初凝后，开始喷水养护。六、结语七、1、二衬裂缝是隧道混凝土施工中常见的质量通病，在施工过程中 要分析原因，采取有针对性的措施加以防治，尽量减少裂缝发生。2、对已经产生的二衬裂缝，要制定处理措施，聘请专业处理混凝 土裂缝的施工队伍进行有效处理，对不能处理的严重裂缝，该模二衬混 凝土必须进行全部返工，以保证隧道工程正常投入使用，并能确保二衬 混凝土使用寿命。参考文献：1、髙速铁路隧道工程施工质量验收标准(TB10753-2010), 2011年， 北京，中国铁道出版社2、髙速铁路隧道工程施工技术指南(铁建设【2010】241 号)，2011 年，北京，中国铁道出版社3、铁路混凝土工程施工质量验收标准(TB10424-2010)，2011年，北京，中国铁道出版社4、铁路混凝土工程施工技术指南(铁建设【2010】241 号)，2011 年北京，中国铁道出版社
