隧道衬砌后期裂缝成因及施工处理技术

隧道衬砌后期裂缝成因及施工处理技术

刘迎平

黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司

衬砌施工是关系到隧道建设质量的重要内容，必须要保证隧道衬砌施工质量，才能提高隧道工程整体的建设效果。衬砌结构在隧道施工后期容易出现裂缝情况，对结构稳定性影响比较大，要对衬砌结构产生裂缝的原因进行深入分析，对不同的裂缝类型采用不同的施工处理技术，在各个施工环节进行质量控制，做好衬砌施工的管理工作，实现对裂缝问题的有效控制，保证隧道工程的建设质量。

一、隧道衬砌后期裂缝成因

1、温度裂缝

衬砌结构主要应用的是混凝土材料，这种材料在应用期间会出现水化热反应，内部温度有所增强，与表面温度产生较大的差距，内部温度应力过大超过了混凝土结构的约束力，就会出现温度裂缝。

2、干缩裂缝

混凝土材料在凝结的过程中，水分会慢慢流失。由于衬砌结构外表面水分蒸发的比较快，内部结构挥发慢，这就会导致整体结构的收缩应力不同，混凝土表面容易出现开裂情况。

3、环境影响裂缝

许多施工单位在施工之前没有对施工地区的地质环境和气候环境进行全面勘察，施工人员对施工区域的实际情况，没有一个正确的了解，很容易出现操作失误的情况，也可能出现处理不当的现象，在衬砌施工时受到了外部环境压力的影响，导致结构的集中应力比较大，存在受力不均匀的情况，这就容易出现变形或者开裂的现象，无法保证衬砌结构质量。

4、外力影响裂缝

衬砌施工很容易受到外力的影响而出现裂缝情况，主要指的是地下水作用和地质结构侵蚀作用，对混凝土结构的质量和性能都会产生较大影响。特别是在雨水较大的季节里，地下水位升高，无法及时进行地下水的排出，对衬砌结构产生的作用力比较大，容易出现裂缝情况。

5、施工因素引起的裂缝

施工期间的不规范操作都会对最终的施工质量造成影响。在实际施工时，如果混凝土材料无法及时供应，机械设备不能正常作业，都会影响混凝土材料的浇筑质量，导致施工中断。如果长时间停止施工作业，再进行施工操作的过程中就会产生施工缝。在进行二次衬砌的过程中，如果没有对混凝土表面进行合理清理，直接在原混凝土结构的基础上进行施工，很容易出现新旧结构结合不贴切的情况，这就会产生裂缝问题。

二、隧道衬砌后期裂缝的处理技术

1、进行科学合理的施工设计

在进行隧道衬砌施工之前，一定要做好准备工作，这是后期工作开展的基矗首先，要对施工区域的地质情况进行全面勘察，对各方面因素进行了解和掌握，并做好相关记录，为施工设计提供有效依据。在进行施工设计的过程中，需要充分结合地质勘察结果，对这些数据资料进行深入分析，设计适合隧道工程建设的衬砌结构，确定好混凝土材料的强度和衬砌结构的厚度，保证各项设计内容的科学合理，对裂缝问题进行有效控制。

2、做好施工期间的管理工作

施工单位要加强各个施工环节的管理工作，对混凝土材料的质量进行有效控制，保证材料质量合格。要严格按照相关标准来进行混凝土材料的搅拌和浇筑工作，施工人员要可以熟练操作各项施工技术，控制好混凝土浇筑的时间和速度，保证一次性完成浇筑，避免裂缝出现。在浇筑期间禁止向混凝土材料中加水，一般都会应用分层浇筑的方法，要控制每层浇筑的时间。浇筑完成后还要对混凝土材料进行振捣，保证材料的密实性，提升内部结构的质量和性能，防止出现裂缝现象。

3、对衬砌结构进行科学调整

对仰拱的结构进行恰当的调整，使其更加符合现场在进行隧道仰拱的挖掘时，其结构尺寸的控制是较为容易的，但是如果要求其形成规则圆弧状是非常困难的。在这种情况下，就必须按照现场的实际情况对仰拱的结构进行一定的整改，保证其在合理的范围内，同时也方便了衬砌的施工，还能将衬砌结构的作用尽量发挥出来。部分隧道由于是土质的隧道，无法承载上部的荷载，因此就应该对这部分土质进行换填，也可以通过采用挤密桩的方式对其进行加固，从而提升基地的抗压能力。还有些隧道是石质的，应该对此进行加强隧道底部处理，使得仰拱能够将二次衬砌与之前的结构一起浇筑，这样对于结构的整体性也起到了很好的保证，从而减少了衬砌开裂的可能性。

4、裂缝产生后的处理方法

隧道工程是一项比较复杂的系统化工程，即使在前期做好了充足的准备，在后期施工中也会出现一定的失误现象，从而导致裂缝的产生，为了降低裂缝对整体结构造成的影响，要及时采取有效的措施进行补救处理。导致裂缝的原因有很多，所以选择的处理方式也有许多种，可以分为以下几种方法：直接涂抹法，这种方法的补救目标是那些非常细小的裂缝，这些裂缝开裂的宽度一般在0.1mm～0.3mm之间，是因为温度或湿度的不均匀造成的，并不影响结构的整体受力，也不会出现地下水的渗透，因此可以采用直接涂抹法，而且为了保证涂抹后表面的美观，还应该进行一系列的刮抹料、调色料等方面的处理，最终使得该部位颜色与周围相同。埋管注浆法，这种方法适用于一些裂缝稍大一点的部位，裂缝宽度在0.3mm～0.5mm之间，而且这些裂缝能够对工程的质量造成一定的影响，顺着裂缝开凿一个更深的沟槽，在沟槽内部按照每隔50cm的距离钻孔，孔深度为二衬厚度的50%左右，然后放入直径10mm的压浆管道，往里面注入经过严格配比的环氧树脂砂浆。在发生密集裂缝时，为了能够将二衬的混凝土裂缝的强度进行提升，对裂缝进行注浆后还应该在其外层粘贴碳纤维布，清除衬砌表面的防火材料，使得碳纤维布能够更好的粘贴上去，具体方法是将混凝土的结构层进行露出，使用相关的修复性材料涂抹于表面，形成表面的平整。根据设计的要求，将裂缝处灌满并做好封闭，在表面涂刷碳纤维粘贴胶，随后将碳纤维布贴上。

结语：隧道衬砌开裂情况在隧道施工中比较常见，导致这种情况的原因比较多，在进行裂缝处理的过程中，也需要制定针对性的处理措施，做好衬砌结构施工的管理和维护工作，还需要对引发裂缝的因素进行了解，开展针对性的补救措施。想要避免裂缝问题的出现，还需要对施工材料质量进行有效控制，做好施工期间的管理工作，建立完善的质量管理体系，通过加强质量管理来降低衬砌开裂的概率，保证衬砌施工质量。

参考文献：

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