浅谈隧道衬砌后期裂缝成因及处理施工技术

浅谈隧道衬砌后期裂缝成因及处理施工技术

柴勤金袁冯

中国葛洲坝集团路桥工程有限公司 湖北宜昌 443000

摘要：近些年来，我国的经济发展速度不断加快，国家也更加关注基础建设的完善度，如道路建设，其中隧道的修建质量尤其需要得到重视。修建隧道有利于交通运输业快速发展，为地方与国家的经济腾飞提供助力，最为重要的一点是可以让城市居民的出行与商业往来更为高效。隧道工程建设项目比较多样，例如公路隧道、铁路隧道、城市地铁等，隧道工程可以有效节约土地资源，帮助解决城市居民的出行问题。隧道工程技术在隧道工程建设项目占据了重要位置，我国的隧道工程技术同样领先，发展前景非常广阔。本文主要分析了隧道衬砌后期裂缝的具体成因，为后续隧道工程项目的开展提供了更多可行性建议。

关键词：隧道衬砌；后期裂缝；成因；处理施工技术

引言：当前人们的生活节奏正在不断加快，国家发展对隧道建设提出了更加严格的要求，隧道的数量增加，但仍需要保障隧道质量。施工企业需要更加注重改进原材料，研发新技术，致力于提高隧道质量。然而，隧道衬砌后期裂缝频频出现，主要原因包括混凝土干缩裂缝、温度应力裂缝、外力作用。施工企业需要仔细分析造成隧道衬砌后期裂缝的原因，具体问题具体分析，才可以找到更好的解决办法。施工企业需要投入更多资金不断创新修补方法，在降低成本的同时达到理想的修补效果，保障隧道的质量。

1隧道衬砌后期裂缝成因

1.1混凝土干缩裂缝

在实际的施工过程中，施工企业需要浇筑混凝土，并且在完成混凝土浇筑之后，在水分蒸发的影响下，此时水泥混凝土会发生变化，例如干燥变形，随之产生了一定的拉应力。倘若此时混凝土的抗拉强度远远小于拉应力，那么便会出现混凝土干缩裂缝的情况，在不受其他因素影响时，混凝土的干缩裂缝不仅宽度和窄度不同，而且会呈现不规则的形状。但是干缩裂缝的深度一般不会出现变化，不会超过50毫米。

1.2温度应力裂缝

当水泥在水化时便会有许多热量产生，并且对混凝土产生相应的影响，混凝土的内部和外部会产生一定的温度差值，在这种情况下便会产生应力。尤其是混凝土的内外约束力比温度应力要小时，混凝土结构就极易产生温度裂缝。温度裂缝在夏季由于温差不大，所以宽度较小，但是冬季混凝土结构冷缩的厉害，裂缝宽度会不断加大。其次，二次衬砌混凝土厚度以及水泥使用量也会导致温度应力裂缝的出现，在隧道口经常会出现温度应力裂缝，施工企业在冬季施工时会感受到明显的昼夜温差，此时隧道洞口的混凝土的温差变化幅度较大，平稳性不强，因此也会产生相应的温度裂缝。

1.3外力作用

外力作用在隧道衬砌后期裂缝成因中扮演着非常重要的角色，通常指的是那些环境性因素例如受环境影响最常见的外力作用是松弛。也就是说混凝土的密实度会因为各种外力而出现松弛、坍塌等情况。例如，隧道工程被地下水经过长时间的冲刷就可能导致隧道工程混凝土结构出现密实度不断下降，进而导致拱顶空洞问题的出现。与此同时，如果此问题没有被及时发现，就会随着时间的叠加而导致围岩也跟着出现松弛情况，甚至会导致部分混凝土结构出现张开型的裂缝，同时裂缝的尺度会越来越大。第二个外力作用便是偏压，偏压出现的主要原因是隧道工程的修建位置位于较为特殊的地质构造区域，例如褶皱或是山脚下，这种因重力产生的围岩偏压问题会致使围岩需要承受较大的压力，甚至加上地下水位的影响致使混凝土结构出现裂缝。第三是膨胀性土质因重力产生的各种压力，尤其是部分隧道工程中使用的粘土矿物质，围岩因外力作用出现体积膨胀问题时就会增加附加应力，也就是俗称的膨胀性土压力，而这压力会随着时间的推移逐渐增加，进而致使隧道混凝土结构出现裂缝。

    2隧道衬砌后期裂缝的处理措施

首先，施工企业需要加强对保水性、流动性、凝聚性要求的重视，并且在不影响工程进度的基础上降低单位用水量。要想避免出现收缩裂缝情况，那么施工企业需要加大对混凝土用水量的控制力度。其次，施工企业可以在混凝土中加入一定的外加剂，对混凝土进行不断改善，确保混凝土可以释放出一部分的水，在原来的基础上降低用水量。在多余水分蒸发的影响下，难免会出现毛细孔体积，此时施工企业需要减少毛细孔体积，加强对孔径的重视，确保结构紧密[3]。施工企业需要避免混凝土出现收缩情况，不断提高混凝土的密实性，避免出现裂缝情况。然后施工企业需要将湿养措施落实到实际行动当中，不能沿用传统的施工方法。之所以混凝土会出现裂缝，主要是因为养护不当，对此施工企业需要在完成混凝土浇筑之后进行喷水养护，并且明确具体的养护时间，针对隧道风动效应，及时采取措施，加大对风速温差的控制力度。

3隧道衬砌后期裂缝的修补工艺

3.1裂缝表面修补法

表面修补法的应用频率较大，是比较常见的一种修补方法。倘若隧道的内部结构没有发生相应的变化，受到损害，那么施工企业只需要处理表面的轻微裂缝情况。施工企业需要利用相应的材料，例如防水沥青胶等等，将其涂抹在出现裂缝的地方，可以达到避免裂缝扩大的目的。倘若不及时进行修补，那么便将造成更大的安全隐患，影响隧道工程的施工进程。

3.2灌浆封堵法

灌浆封堵法的适用范围比较有限，当隧道裂缝影响了整体结构时，那么施工企业可以应用灌浆封堵法。在应用灌浆封堵法的过程中，施工企业需要在压力设备的作用下，将胶体材料融入到混凝土的深层裂缝当中，此时胶体便会产生相应的化学反应，与混凝土结合，导致混凝土的密实度不断上升，有利于控制裂缝。

3.3内部结构补强法

如果隧道裂缝已经对混凝土的结构性能产生了严重的负面影响，那么此时施工企业可以应用内部结构补强法，例如钢筋加固，喷注混凝土等。施工企业需要对隧道裂缝问题进行仔细分析，了解产生的具体原因，才可以选择有针对性的修补措施，从根本上解决问题，在原来的基础上增加混凝土的使用期限。

3.4拆除重建法

倘若混凝土衬砌裂缝问题过于严重，那么衬砌的承重能力便会丧失，对于交通运输业的发展和人们出行产生不利影响，并且衬砌已经不能负荷外界的压力。倘若上述的修补方法都没有达到理想效果，那么此时施工企业需要使用拆除重建法，将出现裂缝的衬砌进行拆除。虽然这类方法会耗费更多时间，但是可以保障隧道工程项目质量。在应用拆除重建法的过程中，施工技术人员需要结合施工现场的实际情况来对产生的相关数据进行核算以保证混凝土的周围情况能够被准确抓取，尤其是其中的混凝土实际承重力必须得到精确计算，保证衬砌设计工作可以高效落实，让设计方案更具指导性，提高隧道的承重能力，以此降低裂缝产生的概率。与此同时，还需要注意的是受环境因素的影响，施工过程中可能会无法预料的出现混凝土衬砌裂缝，此时施工人员可以配合适宜的修补工艺技术来对问题进行处理。

加大对隧道裂缝的控制力度，有利于延长隧道的使用时间。

结语：综上所述，隧道工程项目可以实现国民经济的可持续发展，缓解城市的交通压力，因此需要施工企业予以高度重视。隧道衬砌的处理施工技术较多，修补工艺主要包括裂缝表面修补法、灌浆封堵法、内部结构补强法、拆除重建法。施工企业需要根据实际情况应用合适的修补工艺，了解修补工艺的适用范围，才可以在第一时间内进行补救。在实际施工过程中，施工企业需要在最大程度上发挥施工技术的作用，防止隧道衬砌后期裂缝问题继续恶化，在原来的基础上不断延长隧道的使用寿命。

参考文献：

[1] 张孙文.浅谈隧道衬砌后期裂缝成因及处理施工技术[J].低碳世界, 2016(5):2.

[2] 江守山.浅谈隧道衬砌后期裂缝成因及处理施工技术[J].工程技术:引文版, 2016, 000(006):00177-00178.

[3] 肖锦妮.浅谈隧道衬砌后期裂缝成因及处理施工技术[J].建筑工程技术与设计, 2016, 000(011):176.