公路隧道裂缝预防措施

温建军

摘要：目的 对公路隧道裂缝预防措施[1]的实用性及可行性。 方法 根据其不同成因可分别采用严格混凝土配合比加强振捣和养护设置变形缝地基补强加强中隔墙中导洞的侧壁支撑加固变形边坡消除偏压洞内注浆加固以及地表注浆加固等方法进行处理[2] 结论加固了公路隧道，大大减少了产生裂缝的几率 结果 对公路隧道裂缝预防有重要意义。

关键词：公路隧道 裂缝 混泥土 养护 预防

Abstract: objective to crack highway tunnel prevention measures [1] of the practical and feasible. Methods according to its different causes were used respectively to concrete mixture can be strict to strengthen and maintenance set distortion seam vibrating foundation reinforcement in strengthening the partition wall of drift support strengthening deformation slope eliminate bias in the hole grouting strengthening and grouting strengthening methods such as surface processing [2] conclusion strengthening the highway tunnel, greatly reducing the chance of cracks in the road tunnel to crack prevention to have the important meaning.

Keywords: highway tunnel crack mixes clay maintenance prevention

中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：

引言

公路隧道衬砌一次开裂普遍存在，判断裂缝有害还是无害。首先视其是否影响结构安全和耐久性，其次是否影响隧道的使用功能。据国外一些资料显示，小于0.1～0.2mm的隧道裂缝可视为无害裂缝，做简单表面封闭即可。但是，较大宽度的或贯穿的裂缝则应引起高度重视，因为一旦出现此类裂缝[3]，处理起来非常棘手，而且通常也达不到理想效果，常常带来严重的后果。但在其修建过程中也出现了一系列的问题,特别是衬砌的裂缝问题可能导致隧道建成后产生出现渗(漏)水衬砌钢筋发生锈蚀双连拱结构不能整体受力等严重者甚至可能导致衬砌局部掉落和结构的整体性破坏。

1 衬砌裂缝情况

隧道衬砌裂缝按形状可分为表面裂缝、贯穿裂缝，按走向可分为纵向裂缝和横向裂缝等。当二衬混凝土完成后，我们对衬砌表面进行了长期观测后发现，衬砌表面裂缝主要有以下的一些规律和特征：

1、裂缝主要分布在离洞口600米以内。

2、裂缝一般发生在拆模后的第10d左右，开始裂缝很小，随着砼龄期的增加而加宽加大，一般在50d后裂缝稳定，不再发展。

3、裂缝多发生在小边墙或拱脚穿过拱腰到达拱肩附近。

4、在各种预留槽、孔处也是裂缝多发位置。

5、裂缝形状规则，多呈环向的表面裂缝，多垂直上下，极少部分有一定角度。

2 公路隧道裂缝分析

一般而言，结构裂缝的成因主要有(1)由外荷载作用的直接应力引起的裂缝，即按常规计算的主要应力引起的裂缝；(2)由外荷载作用，结构次应力引起的裂缝；(3)由变形变化引起的裂缝，即结构由温度、收缩和膨胀不均匀沉陷引起的结构裂缝[4]。据调查由变形引起的裂缝占80%，而由荷载引起的裂缝占20%。对于双连拱隧道而言，按成因主要有大体积混凝土浇注产生的温度裂缝、地基不均匀沉降裂缝、施工诱发不均匀沉降裂缝、(偏压)荷载裂缝和不合理施工工序诱发的裂缝等，可分别归入以上提到的变形裂缝或荷载裂缝。

由于结构受力产生的变形裂缝在隧道衬砌混凝土病害中占有的比例逐年增大，应引起广大工程技术人员的重视。在隧道因受力产生裂缝的原因主要有以下几点：

1)拱圈不均匀下沉。由于仰拱和边墙基础的虚碴未被清理干净，混凝土浇筑后，基底产生不均匀沉降，导致拱圈不均匀沉降产生裂缝。

2)隧道开挖成型差或初期支护侵入衬砌限界，造成衬砌混凝土厚度不均匀；引起局部应力过大，衬砌混凝土被拉裂。

3)裂缝又会给衬砌带来比较显著的应力变化，拱墙径向裂缝对衬砌力学性能影响很大，受到应力变化的衬砌会逐渐产生新的裂缝。

3预防裂缝措施

虽然现在衬砌混凝土裂缝修补的方法越来越多，效果也越来越好。但与其事后补过还不如事前做好预防工作。通过对大量资料的翻阅和与现场工作人员的交流，笔者大致总结出以下几点预防衬砌混凝土裂缝的建议：

1、采用较大的骨灰比[5]。降低水灰比，合理选用外加剂。

1)粉煤灰比表面积小，需水量低，不仅能有效降低混凝土的干燥收缩值，还可以改善混凝土的流动性、粘聚性和保水性；掺加适量的膨胀剂可以补偿混凝土的收缩。增加密实度，提高混凝土防渗抗裂能力。

2)高效减水剂能够有效减少拌合用水，降低水化热，延缓水化热释放速度，从而减少温度裂缝，但掺量过多，会引起混凝土的肿胀和开裂。施工时必须慎重选择外加剂的品种和掺量。

2、合理确定分段灌注长度及浇注速度。

3、加强混凝土养护，适当延长养护时间，使混凝土表面缓慢冷却。混凝土拆模时，内外温差不得大于20度。

4、衬砌拆模后应立即养护，减少水分蒸发，以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。养护时间应为7—14天，尤其是洞口段。寒冷地区，应做好衬砌的防寒保温工作。

5、提前施作边墙基础，确保边基具有足够的强度以支撑拱部衬砌，再施作拱部衬砌。

6、提高钻眼技术水平，优化钻爆参数，控制光面爆破质量，减少超挖与欠挖，尽可能减少局部应力过大的情况。

4 结论

本文分析了公路隧道裂缝的特征和规律以及产生裂缝的原因同时对裂缝的防治措施进行了探讨得出以下结论

(1)公路隧道由于其受力复杂的施工工序会导致隧道围岩多次受到扰动不良地质条件以及不合理的施工工序都会导致裂缝的出现裂缝对隧道结构的整体受力以及隧道防水等都十分不利。

(2) 对于隧道而言裂缝的主要成因有大体积混凝土浇注产生的温度裂缝地基不均匀沉降裂缝施工诱发不均匀沉降裂缝(偏压)荷载裂缝和不合理施工工序诱发的裂缝等。

(3) 针对隧道施工中出现的裂缝根据其不同成因可分别采用严格混凝土配合比加强振捣和养护设置变形缝地基补强加强中隔墙中导洞的侧壁支撑加固变形边坡消除偏压洞内注浆加固以及地表注浆加固等方法进行处理。

参考文献

[1] 吴涣通，崔永军．隧道施工及组织管理指南．人民交通出版社，2004．

[2] 于书翰，杜谟远．隧道施工．人民交通出版社，2004．

[3] 周世相．地铁某区间隧道裂缝及裂缝原因分析．隧道建设，2003，10，23(5)．

[4] 周玉宏 赵燕明程崇国. 偏压连拱隧道施工过程的优化研究[J].岩石力学与工程学报2002 21(5) 679–683.

[5] 柏松平 周建昆. 我省第一座整体式双跨连拱隧道的设计与施工[J].云南交通科技1999 15(4) 42–46

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。