水工隧洞衬砌混凝土裂缝产生原因及预防措施

隐　

王　吵　波　

【摘要】　文章分析了隧洞衬砌混凝土裂缝产生的原　因及各种类型，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。　【关键词】　隧洞混凝土衬砌　裂缝类型　形成原因　

治理措施　

随着国民经济的发展，国家对水利事业大量资　

金的投入，隧洞工程所占的比例逐步增大。但混凝　

土硬化过程中产生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的数量和宽度。　

１裂缝的类型　

隧洞衬砌混凝土裂缝类型主要有：干缩裂缝、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）干缩裂缝。　

混凝土在硬化过程中水分逐渐蒸发散失，使水　（／０１南水利水电）２０１２年第２期　

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。影响混凝士干缩裂缝的因　

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。　

（２）温度裂缝。　・　

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。　

（３）荷载变形裂缝　

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　

隧洞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。　

（４）施工缝（接茬缝）。　

施工过程中由于停电、机械故障等原因迫使混凝　

土浇筑中断时间超过混凝土的初凝时问，继续浇筑　

混凝土时，原有的混凝土基础表面没有进行凿毛处　

理，或者凿毛后没有用水冲洗干净，也没有铺水泥砂　

引水隧洞混凝土衬砌开裂及处置关键技术研究

在引水隧洞施工中，有诸多不可控制因素，很容易造成引水隧洞混凝土衬砌开裂，从而引起表面渗水，这一方面影响到引水隧洞的施工质量，同时还会留下极大的安全隐患，带来安全事故。对此，下面结合工程实例，就引水隧洞混凝土衬砌开裂原因及处置技术进行全面分析。

标签：引水隧洞；混凝土衬砌；开裂；处置

前言：

在我国水利水电工程中，引水隧洞是十分关键的项目，会对水利水电工程的发展及今后运作带来全面影响。由于在引水隧洞施工中，受诸多因素的影响，会出现混凝土衬砌开裂的情况，造成表面渗水现象，甚至会造成钢筋锈蚀，混凝土的耐久性受到影响，对工程质量带来极大影响，同时也缩短了引水隧洞的使用寿命，而在处置过程中还会消耗大量的人力、财力、物力资源。对此，在实际中，必须针对混凝土衬砌开裂的成因，制定针对性处理措施，从而保证引水隧洞的安全使用。

1.工程概况

在某水利水电工程中，引水隧洞共4条，平均洞长16.67km，洞群沿线上覆岩体一般埋深1500m～2000m，最大埋深2500m，引水隧洞开挖断面为马蹄形，大部分断面开挖直径13m，衬砌厚度40～60cm，具有埋深大、洞线长、洞径大的特点。本工程中引水隧洞混凝土衬砌施工环境比较恶劣，涉及到杂谷脑组大理岩（T2z）、三迭系下统绿泥石片岩和变质中细砂岩（T1）、三迭系上统砂板岩（T3），中部的白山组大理岩（T2b）及东部的盐塘组大理岩（T2y）等地层，对施工的顺利进行带来影响。同时在施工中，受其他因素的影响，造成了引水隧洞混凝土衬砌裂缝的产生。由于引水隧洞穿越岩层地质，其结构比较复杂，支护方式也无法固定，隧洞压力大、高埋深，洞线长，在施工中出现不同程度的裂缝。其带来的危害主要有：裂缝的产生无法使得引水隧洞永久安全运行；裂缝的产生会出现新渗水通道，从而对发电量造成影响；形成裂缝后，会造成表面渗水，甚至会造成管涌，造成山体灾害。为了保证引水隧洞的后期运行安全，必须对裂缝进行及时有效的处置。

水工混凝土裂缝的主要原因及防治措施

摘 要:受多种不利因素影响水工混凝土极易出现裂缝，而裂缝的存在势必会降低工程结构的安全性能。因此，为有效预防混凝土裂缝的产生施工技术人员必须采取科学有效的控制措施，文章全面探讨了水工混凝土的裂缝类型及其成因，在此基础上提出有效的防治对策，为保证混凝土施工质量及延长结构的服役年限提供技术支持。

关键词:水工混凝土;裂缝类型;原因分析;防治对策

前言：

水工混凝土存在结构体积大、易受环境约束、热传导性差、抗拉强度低的特点，工程中非常容易形成裂缝，所以有效控制裂缝逐渐成为水利工程质量控制的重点。受工程特性、外界环境和施工工艺等因素影响，水工混凝土裂缝存在不断扩张的趋势，其中混凝土收缩变形、配合比设计、内外部约束、环境温度、材料特性、体型体量、水泥水化、施工条件等因素均可导致混凝土裂缝。实践表明，设计不当、混凝土材料和施工因素导致混凝土裂缝的概率为 5%、15%、80%。所以，为了降低混凝土有害裂缝的出现，保证工程结构质量及其设计使用年限，有必要采取切实可行的防裂技术。

1.水工混凝土裂缝类型

1.1干缩裂缝

混凝土养护结束后往往会出现干缩裂缝，实践表明干缩裂缝在养护结束 15d

内存在较高的发生概率。其中，外界自然因素影响和混凝土养护不合理是产生干缩裂缝的主要原因，在两者的综合影响下混凝土流失较多的水分，并产生大范围的干缩，当干缩应力超过结构强度极限时就形成了裂缝。在外观形态上这类裂缝多呈网状，干缩裂缝的存在极大的降低了结构的抗渗水性、抗压性能和服役寿命[1]。 1.2塑性收缩裂缝

实际工程中，因混凝土内部存在较大的水分流失较易产生塑性收缩裂缝，与形成的土缩裂缝相比塑性收缩裂缝往往于完全凝固前形成，这也是两者最显著的差异。混凝土表面含有的水分受强风力、太阳暴晒等外界环境作用被汽化挥发，从而使得结构内、外部出现不平衡压力，并形成中间宽、两边窄的裂缝，这给后期工程的运行带来极大的安全隐患。

隧洞衬砌混凝土施工质量通病的防治措施及处理方案

说起隧道，大家脑袋里可能会想起那些深不见底、黑乎乎的地方。看似很神秘，实际上却承载着许多重要任务。你看，地铁、铁路、还有各种地下管道，都是通过隧道来完成的。为了保证这些隧道的安全，衬砌混凝土的施工质量就成了重中之重。但是，施工过程中，真是“千里之堤毁于蚁穴”，总有那么一些小问题，影响着大工程的质量。今天，就来聊聊那些常见的质量通病，看看咱们该怎么对付它们。

首先得说说衬砌混凝土的裂缝问题。这裂缝嘛，简直就是混凝土的大敌，像个不速之客，突然冒出来。大到影响结构的安全性，小到让人看了心烦，真是让人头疼。裂缝的产生，往往跟混凝土浇筑的质量、振捣不均匀、收缩等都有关系。有时候你以为没啥大不了，结果它就是慢慢地在扩展，等你发现的时候，问题已经不小了。所以说，施工过程中，千万别掉以轻心，要确保混凝土的配合比合适，浇筑过程中要注意振捣均匀，减少空隙，避免过多水分蒸发造成干缩裂缝。

再说说沉降问题。混凝土浇筑好了，理应稳稳的，哪里能有那么容易的沉降呢？可是偏偏就有些地方，在浇筑后总是出现了不该有的沉降，像是建筑物脚下站不稳了，给人一种“摇摇欲坠”的感觉。沉降问题和混凝土的强度以及基础处理有很大关系。衬砌混凝土的强度达不到标准，或者地基土质松软，那就容易出现沉降。所以，咱们得加强对混凝土强度的控制，并且做好基础处理，保证土质坚实，才不会让这个“摇晃”的问题变成现实。

除了这些，还有一个不得不提的“冷缝”问题。冷缝听上去挺吓人，其实就是施工过程中，混凝土接缝不紧密，造成了空隙。这个问题虽然听上去不严重，但却是影响衬砌质量的关键所在。冷缝会导致水分渗透进来，腐蚀钢筋，甚至对整个隧道的结构稳定性造成影响。防止冷缝的方法其实很简单：浇筑时，要尽量保证连续性，避免中途停工。如果不得不停工，就要采取适当的措施，如提前处理接缝面、清除杂物，保证接缝处混凝土的密实性。

还有一个问题，也是大家比较头痛的，那就是混凝土的外观质量。有些隧道虽然安全性没问题，但看起来却总是让人心里不舒服。像那些表面不平整，麻面、蜂窝等问题，总是让人觉得像是“做了个不合格的美甲”。这些外观问题虽然不直接影响结构安全，但影响了整体美观和使用寿命。想要避免这种情况，施工时得严格按照设计要求来，混凝土浇筑完后，要进行抹平，及时处理掉表面不平整的地方。养护工作也不能忽视，保持适当的湿度，让混凝土表面不容易产生裂缝。