隧道衬砌裂拱机理分析及整治

【关键字】整治隧道衬砌裂缝的分析与整治第二工程有限公司一隧张铁成关键词：衬砌裂缝分析整治摘要：本文阐述了隧道衬砌裂缝成因种类、成因判断及针对不同裂缝的修补技术，对今后类似工程具有借鉴性。

一、裂缝的危害裂缝是隧道衬砌最常见的病害之一。

没有裂缝的衬砌是极少的。

衬砌裂缝往往是多种因素共同作用的结果，其对衬砌的危害程度也不一，严重的裂缝不仅危害衬砌的整体性和稳定性，还会引起其它病害的发生，如渗漏、冻融溶蚀以及钢筋锈蚀等。

这些病害与裂缝形成恶性循环，对衬砌的美观性及耐久性都会产生影响。

二、裂缝的分类1、裂缝可分为：a、按裂缝深度可分为表面裂缝，深层裂缝和贯穿裂缝。

b、按裂缝宽开度（包括长度和宽度）变化可分为死缝（裂缝长度宽度不再变化）和活缝（其长度和宽度随外界环境变化而变化）。

三、裂缝成因种类a、温度裂缝混凝土浇筑后（体积较大时）水泥水化热使内部温度升高，而周围环境温度相对较低，因此外部砼开始降温，在降温过程中砼发生收缩，在内部砼（不降温、不收缩）的约束下，当降温收缩变形超过了砼的极限拉伸变形时，砼容易发生裂缝。

我们把这种裂缝称为温度裂缝。

为了减少温度裂缝的发生，首先在建筑材料上做文章。

一般可选用水化放热慢，放热量低的矿碴，粉煤灰和火山灰碴硅酸盐水泥，同时在施工过程中还要采取温控措施。

b、收缩裂缝砼在空气中硬结时体积会缩小，这种现象叫收缩，砼收缩变形与徐变变形不一样。

它是一种非受力变形，收缩变形可分为凝缩和干缩，凝缩是指水泥的膨胀性水化物在砼凝结过程中体积逐渐缩小。

而干缩是指未与水泥水化的自由水在砼硬结过程挥发掉而引起的体积变化。

凝缩裂缝主要发生在施工接缝处，这是因为两个衬砌单元在时间上有个差，而且这两个单元在硬结过程中都有向各自中心收缩的趋势，这使得在施工接缝处的砼受到拉力的作用。

施工接缝是靠水泥浆的粘结作用而使两个单元体连成一体的界面，该处的抗拉强度要低于每个单元体内部的抗拉强度，这样在两个单元体收缩变形能的作用下在衬砌接缝处就出现了环向裂缝。

浅谈隧道衬砌裂缝产生原因及整治措施摘要：随着我国交通工程建设的飞速发展，隧道工程施工技术日趋成熟，而隧道施工二次衬砌受昼夜温差大、温度应力等外界环境的影响，产生不同程度的裂缝，随着时间的增长及外界环境的不断变化，有的甚至由裂缝逐步变化为错台、裂损剥落、渗水等病害，严重危及隧道安全。

本文通过对部分高原高寒地区已完工隧道进行调查统计，对隧道二次衬砌裂缝产生的原因进行了分析整理，并制定出相应的整治措施以减少裂缝的危害。

关键词：衬砌裂缝；产生的原因；整治措施1、引言裂缝是隧道衬砌最常见的病害之一，一直以来都是隧道工程领域内技术攻关的难题，整治难度也相对较大。

衬砌裂缝往往是多种因素共同作用的结果，其对衬砌的危害程度也不一，严重的裂缝不仅危害衬砌的整体性和稳定性还会引起其它病害的发生如渗漏水、冻融等。

这些病害与裂缝形成恶性循环对衬砌的美观性及耐久性都会产生影响。

2、衬砌裂缝产生的原因分析（1）温差裂缝。

混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。

温差裂缝的主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。

特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。

大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑，浇筑后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不容易散发，混凝土内部温度将显著升高，而混凝土表面土则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，此时，混凝龄期短，抗拉强度很低。

当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土的表面产生裂缝。

而尤其在高原高寒地区温度差异较大，此类裂缝产生的几率大大提高。

（2）收缩裂缝。

在高寒地区，混凝土浇筑成型后，因夜间温度低，不能采用洒水的方式进行养护，白天气温较高时，混凝土表面水分散失快，体积收缩大，而内部湿度变化很小，收缩也小，因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束，出现拉应力，引起混凝土表面开裂，而出现收缩裂缝。

（3）仰拱收缩变形使二衬出现裂纹。

公路隧道衬砌裂缝成因与处治技术分析发布时间：2022-09-30T07:27:39.055Z 来源：《工程管理前沿》2022年第11期作者：王桂睿[导读] 混凝土结构产生开裂是难以避免的王桂睿中国华冶科工集团有限公司四川分公司，四川成都 641400摘要：混凝土结构产生开裂是难以避免的，宏观的来看，混凝土结构出现裂缝是一种可以接受的材料特征，只要采用科学有效的手段将裂缝控制在允许范围内，对隧道工程现场来讲就具有较大的现实意义及经济技术意义。

关键词：公路隧道；衬砌裂缝；成因分析；处治技术1.衬砌裂损原因1.1环境因素造成隧道衬砌裂损的环境因素有很多，例如温度、湿度等。

温度主要指在反复冻融循环作用下，位于寒区的隧道围岩的物理特性发会发生较大变化，低温形成的冻胀圈，会对衬砌产生冻胀压力，围岩冻胀会形成较大的冻胀附加应力，这会进一步加剧衬砌的收缩、膨胀和破裂现象。

高地温隧道产生的附加温度应力也会引起隧道初期支护及衬砌开裂，影响隧道结构的安全和耐久性。

湿度引起的干缩应力对隧道衬砌的影响同样不容忽视。

长期处于高水压状态下的隧道，在突水与渗透变形的正反馈机制下由于层间充填介质透水性差，致使混凝土性能劣化，最终导致衬砌产生开裂、突水等病害。

另外，地下水的存在会加剧衬砌的裂损，致使衬砌产生渗漏水。

在有侵蚀性地下水的隧道中，地下水的侵蚀将造成衬砌疏松、剥落、开裂加剧等现象。

季节性降水造成的围岩淹水也会影响衬砌的受力状态，导致衬砌开裂。

1.2设计因素隧道在进行设计前准备时，由于种种原因无法进行深入勘察，无法准确确定隧道围岩等级，隧道的支护结构和整体线位布置设计依据不充分。

此外，限于个别设计单位缺乏相关经验及自身专业水平欠佳，导致设计过程极不规范，常任意改变或推翻原有设计。

这些现象都是隧道产生病害的关键因素。

1.3施工因素隧道的施工要求较高，良好的施工技术是隧道质量的基本保障。

混凝土水灰比不当、钢筋配筋率不当、骨料品种选择不合理、外加剂种类选用及用量不当都会导致隧道干热地段衬砌产生开裂。

关于隧道衬砌产生裂缝的原因及防治隧道中产生的裂缝一方面是由设计原因造成的，另一方面是由于施工管理不当造成的。

它是结构内部受到与设计状态不同的应力的反映，同时也与施工过程中由于人为的因素改变了洞室的受力状态有很大关系。

1、隧道衬砌混凝土裂缝类型收缩裂缝，温度裂缝、外荷载作用产生的变形裂缝、施工缝处理不当引起的接茬缝等。

1.1干缩裂缝收缩裂缝是因为混凝土收缩所引起的裂缝。

在收缩种类中，分塑性收缩和缩水收缩是发生混凝土体积变形的主要原因。

混凝土在硬化过程中水分逐渐蒸发散失，使水泥石中的凝结胶体干燥收缩产生变形，由于受到围岩和模板的约束，变形产生应力，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，外加剂品种和掺量。

1.2温度裂缝温度裂缝是因为混凝土具有热胀冷缩性。

水泥水化过程中产生大量的热量，在混凝土内部和表面间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。

1.3荷载变形裂缝荷载变形裂缝是因为支护背后存在空间或排水不畅形成水压，基础产生不均匀沉降，模板台车没有加固好，过早脱模，混凝土受到较大的外力撞击等容易产生变形裂缝。

仰拱和边墙基础的虚碴未清理干净.混凝土浇筑后，基底产生不均匀沉降；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缝。

荷载变形裂缝在隧道衬砌混凝土病害中占有的比例逐年增大，已经引起了广大工程技术人员的重视。

1.4施工缝(接茬缝)施工缝是施工中停电、机械故障等原因迫使混凝土中断时间超时，在继续浇筑引起的缝；再一个就是原材料不台格、配合比不合理、和易性不好、振捣不密实，钢筋保护层厚度不够等引起的混凝土裂缝。

2、形成裂缝的原因隧道裂缝产生原因分析；混凝土裂缝形成的原因非常复杂，往往是多种不利因素综合作用的结果。

隧道二衬裂缝原因分析与防治措施摘要：在隧道的施工过程中，二衬混凝土裂缝成为了一种普遍存在的质量问题，若不加以控制，可能会对隧道二衬防护体系造成一定的破坏。

文章通过对隧道裂缝的产生进行了原因分析，提出了二衬裂缝治理和预防措施。

关键词：隧道施工二衬混凝土裂缝原因分析防治措施随着隧道施工技术的提高，隧道工程在新建公路和铁路工程中所占的比例逐步增大。

隧道二次衬砌施工普遍采用整体式钢模板台车、泵送混凝土施工工艺,其普遍存在的裂缝不仅影响了美观,还给工程质量留下了隐患。

施工中必须采取合理的工程技术措施,控制和减少混凝土裂缝。

本文通过对金温扩能改造工程汤村隧道、白阳岭隧道的二衬裂缝进行产状和相关数据进行统计，分析了汤村隧道、白阳岭隧道二衬裂缝产生的原因,提出了缓解裂缝产生的措施,并介绍了几种常见的裂缝治理方法。

1、裂缝现状1.1裂缝发育段施工环境及混凝土的有关参数根据试验室现场测定：洞内环境温度25～35℃,相对湿度在63% ～64%。

二衬为C35钢筋混凝土，坍落度16～20cm，水灰比0. 4左右。

1.2裂缝的表现形式经过对汤村隧道、白阳岭隧道已完衬砌的统计, 汤村隧道进口二衬完成425m，裂缝26条（右侧12条、左侧14条），均发育在距洞口200m的范围内；白阳岭隧道二衬完成221m，裂缝12条（右侧7条、左侧5条），均发育在距洞口120m的范围内。

1.3裂缝实测数据统计1）汤村隧道进口二衬裂缝均发育在距洞口200m的范围内；白阳岭隧道二衬裂缝均发育在距洞口120m的范围内。

2）裂缝所处的二衬混凝土浇筑时间多在7～10月份，该段时间为高温季节。

3）按照裂缝水平角统计：汤村隧道0～45°1条，占总数的3.85%；46～90°25条，占总数的96.15%，其中60～90°23条，占总数的88.46%；白阳岭隧道0～45°0条，占总数的0%；46～90°12条，占总数的100%，且都在60°以上。

浅谈隧道衬砌裂缝原因分析及防治措施通过对某隧道衬砌裂纹进行现场深入调查，观察裂缝与隧道轴线的走向关系，统计发现该隧道二衬裂缝以纵向裂缝、斜向裂缝和环向裂缝为主。

现场发现的环向裂缝占多，环向裂缝大部分存在施工缝、沉降缝、洞口及不良地质地带与完整岩石地层的交接处等。

本文从工程地质条件、地下水、二衬质量、二衬模板台车、温度应力、不均匀沉降等方面展开分析并提出相应的防治对策。

标签：衬砌裂缝；原因分析；防治措施1.概况该隧道地处浙南山地，属构造剥蚀山区，区内山势连绵起伏，峰峦叠嶂，植被发育。

隧道全长12030m，为单洞双线隧道。

隧道进口里程DK156+358，出口里程DK168+388。

隧道中部下穿泽雅水库上游山谷，最小埋深约为50m，最大埋深约为660m，属于长大深埋隧道，该隧道为工程全线最长隧道，也是全线关键控制性工程。

隧道Ⅱ级围岩长5582m；Ⅲ级围岩长4983m；Ⅳ级围岩长859m；V级围岩长606m。

进口洞门形式为单侧挡墙式，出口洞门形式为倒斜切式。

隧道采用无碴轨道。

隧道采用“两斜井、进出口”的施工方案。

隧道设斜井两座，长度分别为1350m和1280m。

斜井与隧道采用斜交单联式，无轨运输双车道断面。

2.裂缝现场调查隧道已经完成的衬砌中存在15条裂纹。

通过现场观察和数据统计发现：⑴裂纹一般在边墙与仰拱连接处较宽，靠近拱顶处较窄，且逐渐消失或很细微；⑵裂纹一般均为仰拱施工缝开始发展，裂纹方向均为仰拱施工缝向衬砌施工缝方向发展；⑶裂纹角度全部大于45°，为斜向上发展；⑷仰拱施工缝与衬砌同缝地段，施工缝段微小开裂或施工缝距离变大，实际上隧道衬砌每循环间施工缝充当了伸缩缝的功能；⑸混凝土拆模后，前期均未发现裂纹，裂纹均在后期产生。

3.隧道裂缝原因分析3.1工程地质条件隧道进洞段围岩以Ⅴ级为主，为弱风化砂岩，地层破碎。

隧道围岩条件较差，容易引起不均匀变形以及地基不均匀沉降；围岩条件差以及铁道部红线管理强制要求，二衬施作以后围岩变形没有完全稳定，且低强度围岩具有流变性质，二衬仍承受一定的作用力。

单线铁路隧道衬砌开裂原因分析及相应的处理措施随着铁路交通的快速发展，单线隧道的建设也越来越快速。

而单线隧道的衬砌不可避免地会出现开裂等问题，这些问题给铁路的安全造成了极度的威胁。

本文将对单线隧道衬砌开裂原因进行详细阐述，并提出相应的处理措施。

一、单线隧道衬砌开裂的原因1.设计和建设中的问题(1)不当的设计：隧道衬砌设计过程中存在的缺陷可能会引起开裂问题。

例如，设计中的施工方案不合理，衬砌厚度不符合要求等。

(2)施工不当：由于施工过程中的小问题，例如工人水平、设备故障或材料问题，也会导致开裂问题。

2.自然因素自然灾害如地震、雨雪、地质条件(长期湿度或湿度高)等等，都会导致隧道衬砌发生开裂现象。

3.运营和使用中的问题由于使用量不均匀，例如某个部分比其他部分多，不适当的维护等，这都可能导致衬砌出现开裂现象。

二、单线隧道衬砌开裂的危害1.对列车行驶的安全造成威胁如果单线隧道衬砌出现开裂，列车的行驶速度可能会受到影响。

如果裂缝的大小不一，列车可能会出现摇晃、晃动等安全隐患。

2.破坏环境由于隧道内部有空气流动，衬砌裂缝可能会导致空气污染。

此外，如果衬砌严重开裂，并且没有及时得到处理，可能会导致地面塌陷、建筑物崩塌等危害。

三、单线隧道衬砌开裂的处理方案1.针对设计和建设问题针对设计上的问题，必须制定专业合理的施工方案，并进行全面的过程监测来确保质量。

2.针对自然因素单线隧道衬砌的开裂问题是一个长期的过程，并需要进行有效的监控。

这项工作可以采用先进的传感器监测技术。

3.针对使用量的问题控制运营宽度，消减运营次数，以便减少大块石头的撞击，同时适当增加衬砌的厚度和加强维修和保养。

四、结论单线隧道衬砌开裂是能够回避的问题，但只有通过高水平的管理、设计和施工、以及监控和维护，才能在一定程度上降低这个问题的出现。

对于衬砌开裂的情况，需要进行及时的处理并采取相应的预防措施，以确保铁路运输的安全性和可靠性。

软岩隧道衬砌开裂机理分析及预防措施论文
《软岩隧道衬砌开裂机理分析及预防措施》
本文探讨了软岩隧道衬砌开裂的机理，并对此类开裂的预防措施进行了分析。

软岩隧道多由软性土壤如砂、泥等构成，加之地下水数量大、压力大，以及施工期间施工方式不当等原因，容易造成软岩隧道衬砌开裂。

针对软岩隧衬砌开裂的机理，主要分为三类：侧向开裂、翻转开裂和侧位移开裂。

侧向开裂是由于软岩地基具有弹性行为和胶结剂优良性，使得隧道衬砌经受不同位移比、弯曲应变，起到均匀拉伸、多次反复挤压作用，使衬砌片上下出现拉伸变形，最终造成裂痕。

翻转开裂是指地基土的自重及施工力产生的冲击和拉力，造成衬砌片的翻转，再经受拉伸变形，最终形成裂缝。

侧位移开裂是指地基土根据偏心荷载的变化，导致衬砌的侧位挤压，起到了“撬动”的作用，最终形成裂缝。

针对软岩隧道衬砌开裂，应采取相应的预防措施。

首先，要择优地质条件，降低施工现场渗水量，同时改善支护结构、减少地基位移和冲击，以减少界面引发的机械剪切作用;其次，要
控制衬砌施工和排水措施，采用水泥混凝土衬砌结构，使衬砌结构形成更结实的均匀结构;最后，加强施工现场管理，及时
发现和处理地质灾害，以避免裂缝的发展。

总之，通过本文的分析，我们已经对软岩隧道衬砌开裂的机理和预防措施有了一定的了解。

但软岩隧道的建设和管理仍然存在一定的挑战，仍有待加以改进。

隧道衬砌裂拱机理分析及整治姓名：XXX部门：XXX日期：XXX隧道衬砌裂拱机理分析及整治1、引言1、隧道裂拱是隧道衬砌常见病害之一。

神延线（神木－延安）某隧道在施工过程中于1999年9月发现已成洞衬砌在距进口约27m处发生沿隧道纵轴方向的裂缝，并向出口方向延伸约24m.裂缝位置大致在两侧拱腰处，大致对称于隧道断面中线，除了两条主裂缝外，还伴有若干次生斜向小裂缝。

裂缝发现时的宽度为3.3mm，随后的裂缝宽度监测表明，两侧拱腰处的主裂缝仍在发展。

在其后的7天时间内裂缝宽度发展至5.7mm.如果不及时整治，很可能会影响隧道安全。

由设计、施工单位组成科研小组，对隧道裂拱原因进行分析及提出加固整治措施，以迅速遏制裂缝发展，确保隧道安全。

2、工程概况该隧道开挖高度H=8.26m，开挖宽度B=6.30m，发生裂拱段的隧道最大埋深37m，最小埋深22m.山坡植被覆盖较少，拱顶地面附近有一水沟，流向与隧道走向近似平行。

该段隧道穿越地层主要为砂岩、灰黄色泥岩、碳质泥岩与煤岩互层。

岩层产状接近水平。

围岩工程地质特性描述如下：⑴、砂岩：灰白、灰黄色，中细至粗粒结构，钙质胶结，中厚至厚层状，风化较为严重，节理较发育，节理间距0.5～1.0m，砂岩属于Ⅳ类围岩，隧道拱顶侵入砂岩约0.6m.⑵、灰黄色泥岩位于砂岩下方，泥质、粉砂质结构，节理较发育，风化较为严重，含有大量粘土类矿物（如伊利石、蒙脱石），属Ⅱ、Ⅲ类围岩。

第 2 页共 8 页⑶碳质泥岩与煤岩互层碳质泥岩：灰黑、黑色，不能染黑手指，位于泥岩下方，泥质、粉砂质结构，节理较发育，风化较为严重，属Ⅲ类围岩。

煤岩：黑色，节理较发育，风化较严重，属Ⅲ类围岩在隧道开挖过程中未见有地下水，但砂岩节理发育，砂岩露头能很好的接受大气降水的补给，故砂岩裂隙水发育，在现场发现拱顶上方地表有水沟，走向近似平行于隧道走向。

科研小组选取处于不同施工段的三个断面进行各种测试及分析。

3、隧道测量3.1隧道断面测量为了检测隧道断面发生裂拱后，衬砌变形是否侵入隧道限界，用瑞士产的Profiler4000断面仪对三个选定的典型断面净空进行了测量，量测结果表明，裂拱段衬砌未侵入隧道限界。

高速公路隧道衬砌裂缝病害的原因分析及其整治措施探讨1. 建设和设计不合理在隧道的建设和设计过程中，如果没有充分考虑地质条件、水文条件和交通运输负荷等因素，可能会导致隧道衬砌的不稳定和裂缝的产生。

而且，一些设计规范和标准可能并不够完善，导致了隧道结构在实际工程中出现了问题。

2. 地质和水文条件地质和水文条件是导致高速公路隧道衬砌裂缝病害的主要因素之一。

在复杂的地质构造和多变的水文地质条件下，地下水的渗漏和水压的变化会对隧道结构产生不利影响，导致衬砌的变形和裂缝的产生。

3. 交通运输负荷随着社会经济的不断发展，交通运输负荷不断增加，隧道所受到的压力也在不断增加。

由于高速公路隧道的结构和材料限制，隧道衬砌很容易因为超载而产生裂缝和变形。

4. 材料和施工质量隧道衬砌的材料和施工质量直接影响着隧道结构的稳定性和耐久性。

如果材料质量不合格或者施工工艺不规范，就容易导致衬砌的裂缝和病害。

在设计和建设隧道的过程中，应该充分考虑地质和水文条件，合理选择材料和施工工艺，采取科学的技术措施，提高隧道衬砌的稳定性和耐久性。

2. 定期检测和维护对于已经建成的高速公路隧道，应该定期进行结构安全检测和维护保养工作，及时发现和处理隧道衬砌的裂缝和病害，保障隧道的安全运营。

3. 优化管理机制建立健全的隧道管理机制，落实隧道使用和维护责任，加强对隧道使用过程中的过载和超限等行为的监管和执法，有效减少隧道衬砌裂缝病害的发生。

4. 加强科研创新加强高速公路隧道衬砌裂缝病害的科研创新工作，推动隧道结构和材料的优化和更新换代，提高隧道的抗震抗裂性能和耐久性能。

5. 加强国际合作借鉴国外先进的管理经验和技术成果，加强国际合作和交流，推进高速公路隧道衬砌裂缝病害整治工作，提高我国高速公路隧道的安全性和可靠性。

高速公路隧道衬砌裂缝病害是一个复杂的工程问题，要想有效解决这个问题，就需要政府部门、科研机构、设计单位、施工企业和运营管理者等各方面的共同努力，采取综合性的措施，不断完善管理制度，提高技术水平，保障隧道的安全运营。