二次衬砌裂缝范文

2024-07-17

二次衬砌裂缝范文（精选9篇）

二次衬砌裂缝第1篇

关键词：隧道,裂缝,灌浆材料,施工特点

1 隧道简介

六益隧道东起六益山东麓, 西至六益山西麓, 该隧道以左右两幅分离的方式横穿六益山。左幅全长2 385 m, 右幅2 510 m。隧道设计为分离式单心圆结构。净宽为11.20 m, 净高为7.10 m。

隧道按新奥法设计及施工, 为曲墙式隧道。在施工中加强围岩量测, 在初期支护基本稳定后进行二次衬砌浇筑, 在施工完3个月后二衬出现裂缝, 二衬裂缝多数出现在洞口段, 主要分布在边墙上, 为环向裂缝, 基本呈竖向, 由拱脚部位向拱腰延伸, 无次级裂纹及分支, 未成网状, 长度多在3 m～6 m之间, 裂缝最大宽度为1.5 mm, 裂缝深度多在7 cm～12 cm之间。

2 裂缝产生的原因分析

1) 本隧道二衬混凝土施工时, 恰值当地夏天气温最高时段 (40 ℃左右) , 混凝土的入模温度高, 采用泵送混凝土, 水灰比不好控制;2) 二衬混凝土施工后, 养护时间不够;3) 二衬混凝土施工前后, 洞内温差变化大 (20 ℃左右) 。

3 裂缝观测

1) 对裂缝位置建立了观测点进行观测, 并做好详细的观测记录, 观测裂缝处二衬是否存在拱顶下沉及周边收敛;2) 第三方检测单位对裂缝深度、宽度进行了观测, 观测裂缝是否变化;

通过以上观测, 待隧道二衬裂缝处无变化时, 即可进行裂缝处治。

4 裂缝具体处治措施

4.1 工艺流程

施工准备→裂缝清理→钻孔→埋嘴→洗缝→封缝→灌浆→拆嘴→封口。

4.2 施工要点

1) 裂缝分析:

详细检查、分析裂缝的情况, 确定钻孔的位置和间距。

2) 钻孔:

使用进口大功率冲击电锤等钻孔工具沿裂缝两侧约30 cm处斜45°角交叉进行钻孔, 孔距为25 cm～30 cm, 钻头直径为14 mm, 钻孔角度不大于45°且钻孔深度不大于结构厚度的2/3, 钻孔必须穿过裂缝, 但不得将结构打穿 (结构后灌浆除外) , 钻孔与裂缝间距不大于1/2结构厚度。

3) 埋嘴:

在钻好的孔内安装专用灌浆嘴 (又称之为止水针头, 有回止阀的结构) , 并用专用内六角扳手拧紧, 使针头后的膨胀螺栓胀开。

4) 洗缝:

用高压清洗机以6 MPa的压力向灌浆嘴内注入清净水, 将缝内粉尘清洗干净, 并可以观察裂缝的情况。

5) 封缝:

在裂缝表面用EQ-1型环氧砂浆进行封闭处理。目的是在灌环氧浆时不跑浆, 使裂缝中浆液饱满。

6) 灌浆:

使用高压灌浆机向灌浆孔 (嘴) 内灌注KG-10型快固化低粘度环氧树脂浆料, 立面灌浆顺序为由下向上;平面可从一端开始, 单孔逐一连续进行, 当相邻孔开始出浆后, 保持压力3 min～5 min, 即可停止本孔 (嘴) 灌浆, 改注相邻灌浆孔。

7) 拆嘴:

灌浆完毕, 确认环氧树脂完全固化即可去掉或敲掉外露的灌浆嘴。用磨光机将表面的封缝材料和溢出的固化环氧材料打磨干净。

过1d～2 d用钻芯机取芯抽样, 检查缝隙浆液的饱和度, 如有必要, 再进行适当补灌。

9) 封口:

用快干水泥对灌浆口进行修补和封口处理, 恢复原混凝土颜色和基本的平整度。

4.3 施工特点

用IE-01型高压电动泵灌注裂缝, 采用化学灌浆工艺注环氧树脂, 采用针孔法, 不破坏混凝土的结构和表面, 高压机械泵灌注环氧树脂的特点如下:

1) 压力高且稳定可靠, 可让环氧树脂的浆液完全进入混凝土结构裂缝的深层微小裂缝内部, 效果好;

2) 施工工艺简单、易行, 施工速度快, 处理裂缝效果好, 一次处理成功, 施工效率高。

4.4 施工机具配置

施工机具配置见表1。

4.5 灌浆材料

1) 灌浆材料采用水电华东勘测设计院科研所研制的专门用于水电大坝灌缝的材料, 符合国家的加固规范要求。

2) 对大于0.6 mm的缝隙, 采用HK-WG-21产品, 它是一种双组分、无溶剂环氧化学灌浆材料, 具有高强度、低收缩、耐腐蚀和混凝土的粘结力强等特点 (见表2) 。

3) 对小于0.6 mm的缝隙, 采用HK-KG-10产品, 它是一种粘度小、固化快、强度高的新型化学灌浆材料, 采用注浆泵进行灌浆。具有高强度、低收缩、耐腐蚀和混凝土的粘结力强等特点 (见表3) 。

4) 使用方法:

a.配合比:该灌浆材料由A, B, C三组分构成, 其比例为A∶B∶C=100∶ (3～5) ∶ (1～3) (重量比) , B, C组分越多, 固化越快。

b.配制方法:将B组分摇荡均匀, 按上面的比例, 先将A和B混合均匀, 然后加入C组分, 再混合均匀。

c.灌注:采用灌浆泵在压力下进行灌注。

通过以上方案二次衬砌裂缝处理后, 裂缝处混凝土表面颜色无明显变化, 第三方检测单位钻芯取样, 芯样裂缝处浆液饱满。在以后的一个月观测时间中, 裂缝处均未出现异常现象。

5体会

隧道二次衬砌裂缝的产生多为施工温差及施工工艺欠佳造成, 在实际施工中应控制好洞内施工前后温差变化及加强二次衬砌混凝土施工工艺, 确保混凝土施工前后质量。在隧道二次衬砌出现裂缝后, 要加强监控量测, 并分析原因, 确定合理的处理方案。六益隧道二次衬砌裂缝通过以上的处治方案, 达到了预期的效果, 可谓成功的一例。

参考文献

隧道二次衬砌背后脱空处理方案第2篇

隧道二次衬砌背后脱空、不密实整改处理方案

一、工程概述

青荣城际铁路QRZH-V标段第二项目部北山隧道全长1880米，占线路长度的12.1%，目前隧道已进行了二次衬砌施工。在检查中发现部分隧道二次衬砌背后局部出现脱空、不密实现象，为了保证隧道二次衬砌质量符合验标规范要求，现对隧道二衬背后脱空现象进行分析处理。二、二衬背后脱空原因分析

隧道二衬背后脱空主要集中在拱顶和侧壁拱腰等部位。从二衬背后脱空部位分析，总结得出大致有以下几个原因：

2.1、光面爆破效果不好，造成隧道开挖轮廓凹凸不平，有棱角；初期支护，喷射混凝土没有把凹凸面补平，平整度达不到规范要求；防水板安装未预留足够的松散系数；二衬混凝土被防水板挡住未与初期支护表面密贴，导致二衬背后出现脱空现象。

2.2、施工班组在施工过程中操作及检查不认真，导致注浆不满。混凝土在浇筑的过程中时间间隔过长，达不到连续性，加之工人责任心不强，手持振捣棒振捣混凝土不足，高频振捣器开启次数有限，造成局部位置混凝土初凝，后续混凝土无法正常填充形成脱空现象，在混凝土未初凝前急于拆管，造成未自稳的混凝土掉落下来形成漏斗，造成衬砌脱空。在拱顶混凝土施工出现堵管，现场人员在未仔细分析的情况下即认为已经泵满，停止混凝土泵送造成二衬厚度不足，出现脱空中交三航局青荣城际铁路V标整改处理方案

现象。

2.3、技术原因：砼施工配合比水灰比偏大、混合料坍落度大、砼振捣不密实，砼自重下沉；砼收缩徐变，造成留有空隙。用输送泵送砼时，拱顶面的砼在输送过程中把部分空气密闲在狭小的空间内无法排出，造成留有空隙；三、二衬背后脱空处理措施

对拱顶部位二衬背后脱空采用拱顶预留注浆孔进行注浆回填；对拱腰及边墙处二衬背后脱空采用钻孔后注浆回填。3.1二次衬砌后回填注浆

首先以雷达检测数据为依据，明确需注浆加固的范围和数量。3.1.1施工工艺：

钻孔——埋管——制浆——注浆——检测——清理 3.1.2施工要点

（1）钻孔：根据雷达探测结果，找出空洞位置并进行标记，注浆孔利用原有衬砌施工的预留注浆孔，当预留注浆孔堵塞时，在空洞部位重新采用电钻打孔，孔径25mm，孔深确保进入空洞区域并不得超过结构厚度钻破防水板，并可以用灌浆来填塞修复。

（2）埋管：打孔完成之后埋设Φ32镀锌钢管，注浆钢管与孔洞周围缝隙用水泥砂浆等相应材料封堵，待封堵材料达到强度后注水泥浆。（3）制浆：采用高强无收缩灌浆料，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，浆液水灰比1:1.2～1:1.5，用发电机带动高速制浆机，制好所需比例的浆液。

中交三航局青荣城际铁路V标整改处理方案

（4）注浆：注浆顺序由低处向上压，先试灌一定的清水到二衬上去，对机器和管道的密封进行检查，也对后期浆液在二衬背后流动起到润滑作用，在压浆的过程中，注浆压力控制在0.2MPa，待注浆结束后，应将注浆孔及检查孔进行封填密实。

（5）检测：用钻孔探测的办法检测灌浆效果，在灌浆完成之后，采用电锤钻孔探测灌浆效果，密实度和泌水率达到对隧道回填灌浆的要求。（6）清理：检测空洞处理符合要求后，再打磨清理二衬表面的附着物，并进行清理清洗工作。

对于脱空高度小于10cm,一般采用Φ32mm压注纯水泥浆处理，水灰比为0.5:1。对于脱空高度大于10cm－15cm,一般采用Φ32mm压注水泥砂浆处理，水泥砂浆要具有良好的流动性。对于脱空高度大于15cm,一般采用Φ150mm钢管接混凝土输送泵直接泵送混凝土。混凝土要具有良好的合易性和流动性。塌落度控制在15cm-20cm，碎石最大粒径要小于1cm。

其次在施工中注意，钻孔预埋注浆管时，管口距围岩要预留5-10cm空隙，以便浆液能顺利流出；注浆管要用钢板和膨胀螺栓与既有衬砌固结，最后通过法兰盘连接注浆管或注浆泵进行注浆或泵送混凝土；注浆过程速度不能太快，当出现较大压力时可暂停10分钟左右，使浆液顺利扩散。注浆完成不要急于拆除法兰盘，待浆液有一定的自稳能力后再拆并及时封堵注浆口。

为确保注浆效果，在埋注浆管的同时还要预埋检测管，检测管顶端与围岩要有1-2cm的空隙。当检测管有浆液流出，应封闭检测管并

中交三航局青荣城际铁路V标整改处理方案

保持缓慢注浆，当压力持续升高时停止注浆。四、二衬背后脱空预防措施

4.1 加强光面爆破控制，提高围岩基面平整度。

4.2 严格施工过程控制，对初支平整度不满足要求的不予验收，直至补喷合格后才允许进入下一道工序的施工，确保初支基面平整。

4.3加强防水板铺设质量控制，特别是防水板固定后的松紧度控制，预防太紧防水板崩裂，太松形成褶皱导致空洞的出现。

4.4 加强二衬混凝土浇筑过程的振捣质量。

隧道二次衬砌裂缝处理方法的探讨第3篇

关键词：隧道裂缝,二次衬砌,钻孔注浆,碳纤维布

1 工程概况

该隧道所处地区四季分明,日照充足,日温差较大,全年平均气温约在5.4～8.7℃之间,多风少雨,气候干燥。隧道多为Ⅳ、Ⅴ级围岩,弱风化或强风化角砾岩、流纹岩,完整性及稳定性均较差,围岩水系贫乏。2009年4月份开始开挖,2010年1月份贯通。二衬为C30混凝土,模板台车长度9m, 2010年5月开始施工,至8月份完成。全段二衬采用地质雷达扫描及回弹仪回弹检测,强度、厚度均满足设计要求。2011年3月份发现隧道二衬拱部出现纵向裂缝,而且该地区所有隧道均不同程度地出现了同样的问题。

2 出现问题及原因分析

2.1 发现问题

经现场勘查,该地区多条隧道二次衬砌拱部均不同程度地出现了裂缝,分布及形态呈如下特点:

(1)裂缝全部位于拱顶,偏左或偏右2m范围内。

(2)裂缝总体与线路方向平行,微呈曲线,有几处连续几十米有裂缝,各节间裂缝位置交错。

(3)裂缝总长度均占隧道总长的一半左右,在钢筋混凝土及素混凝土二衬处均有裂缝,在隧道洞口段及中间位置也都有裂缝分布。

(4)裂缝宽度均为0.5～1mm左右。

2.2 原因分析

结合工程地质条件、施工状况以及衬砌裂缝的基本形态表述,分析可能出现的衬砌裂缝分为:

(1)剪切裂缝:主要为拱腰处衬砌混凝土受剪切应力作用而开裂,甚至出现错位,呈纵向、斜线或X型交叉分布。主要是由于偏压、围岩的承压力不足、纵向沉降差和其它施工因素引起的。

(2)收缩裂缝:隧道衬砌混凝土在硬化过程中,由于化学收缩、干缩等原因引起体积收缩产生裂缝,多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝。

(3)沉降裂缝:存在三种可能,一是在混凝土浇注过程中,由于混凝土坍落度大或浇注后振捣不密实,致使泌水硬化过程中因骨料沉落受到钢筋阻碍而造成沿着钢筋和箍筋方向出现裂缝;二是在结构中由于地基土质不匀、松软、清理不干净或回填不实、浸水而造成不均匀沉降;三是模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等,致使混凝土的结构产生裂缝。裂缝走向多与沉降情况有关,一般沿与地面垂直或呈30°～45°方向发展,较大的沉降裂缝往往有一定的错位。

(4)其他不利因素造成的裂缝:

①岩面局部超欠挖严重,导致衬砌厚度不均匀,断面局部应力过大,造成开裂。

②预留洞室处,由于洞室模板滑动、振捣不密实等造成局部开裂。

③拱顶围岩与衬砌混凝土间有空洞,上部岩土坍塌对二衬的冲击导致拱部混凝土损坏。

④衬砌拆模过早,二衬混凝土过早受力,造成开裂。

⑤起拱线外侧灌注混凝土不饱满造成拱圈的不均匀下沉,仰拱地基的不均匀沉降,以及设计依据的围岩类型与实际围岩不符造成洞身混凝土的开裂。

⑥衬砌模板滑动使部分钢筋保护层厚度不足或钢筋保护层过大等造成衬砌裂缝。

(5)拉裂缝:由于隧道衬砌混凝土的干缩、热胀冷缩和围岩阻碍了衬砌的自由胀缩,在衬砌内部产生温度应力。混凝土抗拉强度远远低于抗压强度,故常能抵抗升温时产生的压应力,而难以抵抗降温时产生的拉应力。一般混凝土所能承受的降温只有7～10℃,当抗拉强度不能抵抗温度降低产生的拉应力时,就可能在隧道衬砌内产生环向和纵向裂缝。

根据现场衬砌出现裂缝的实际分布情况及形态、施工过程控制情况、裂缝出现的时间,该隧道出现的裂缝不可能属于前四种情况,而且结合当地的气候条件以及该地区隧道大面积出现同样裂缝的情况,认为属于第五种类型,即拉裂缝。隧道所处地区特殊气候条件,日夜温差大,冬季温度低,尤其该年冬季寒冷时间长,混凝土受冷缩应力大,造成混凝土受温差应力拉断。

裂缝主要出现在拱顶及两侧2m范围以内,经分析认为与二衬混凝土的材料和施工方法有关,二衬混凝土采用C30泵送混凝土,水灰比达到0.45,坍落度为160～220mm,二衬模板台车的两侧开有窗口,在顶部设有混凝土输送钢管,当分层浇注拱圈两侧及下部边墙混凝土时,通过捣固棒及附着式振捣器可以保证混凝土的密实以及骨料的均匀性;当浇注到拱顶部分时,泵送混凝土通过顶部的输送钢管进入到台车里,顶部到两侧最上面开窗部分的混凝土主要靠附着式振捣器振捣,而且不能分层浇注,由于一般泵送混凝土的坍落度较大,粗骨料容易聚集到两侧,而拱顶或两侧一、两米范围内粗骨料较少,这样很容易导致二衬混凝土强度在“拱顶低、边墙高”的现象发生,所以当二衬承受拉力或压力时,最容易在拱顶薄弱部位首先出现破坏,这也就是裂缝主要分布在拱顶的原因。

2.3 裂缝危害

衬砌裂缝造成隧道渗漏是公路隧道的常见病害,渗漏严重的隧道,成面积滴漏,威胁行车安全,缩短公路隧道的使用寿命,导致巨大的经济损失。

3 处理方法

3.1 裂缝观察

先对裂缝进行观察,可选择有代表性的几处,特别是连续五六节出现裂缝的地方,沿裂缝方向将50cm宽防火涂料凿掉,骑缝抹10cm宽、20cm长的水泥砂浆带,观察砂浆带是否会裂;在裂缝处凿斜向槽,露出裂缝的一个面,观察裂缝内部情况,或采用钻孔取芯的办法,观察混凝土密实度、裂缝深度等。经过一个多月的观察,发现裂缝在混凝土内部宽度基本一致,而且裂缝没有进一步发展,但是裂缝是由于温度拉应力造成,极有可能因为温度变化而出现反复变形。

3.2 材料选择

结合国内外成功的先进经验,目前处理混凝土裂缝最为常见、效果最好的办法就是缝内注入环氧树脂或聚氨酯树脂,采用哪种材料,需根据实际情况而定。如果裂缝出现在需求补强的混凝土结构部位,应优先使用环氧树脂,这是因为环氧树脂很容易达到比混凝土自身更高的强度;如果裂缝出现在并不影响结构强度的位置,且要求该裂缝不渗水,治理该类裂缝应优先选用聚氨酯树脂;如果裂缝出现在结构中,且存在渗水,治理该类裂缝应考虑将环氧树脂和聚氨酯树脂结合起来使用,推荐首先用聚氨酯树脂堵漏,然后再用环氧树脂补强。

根据隧道实际情况,裂缝出现在衬砌拱部,为纵向裂缝,需要对混凝土结构补强,而且该地区空气干燥,隧道衬砌内无渗漏水,衬砌混凝土处于干燥的环境中。环氧树脂具有较高的抗压强度、较好的粘接强度,当它灌入混凝土裂缝中,无论裂缝是水平的还是垂直的,其裂缝面都可以牢固地粘合在一起,所以缝内采用环氧树脂材料处理最为合适。

3.3 施工方法及工艺

如果高速公路已经通车,施工需要封闭一车道交通,在隧道顶部施工需要搭设作业平台,工期过长,安全不易保证;衬砌裂缝较多,C30混凝土强度高,造成施工难度较大。为保证注浆效果,不影响混凝土结构使用寿命,需要选择简单、经济而又有效的施工方法。结合裂缝类型及原因,经过比选,决定采用钻孔注浆的施工工艺,注浆后再铺设一层碳纤维布,确保处理质量。

3.3.1 钻孔注浆

环氧树脂砂浆配比:环氧树脂∶水泥∶细砂∶乙二胺∶二丁酯=1∶1.6∶3.2∶0.1∶0.12,其中乙二胺是固化剂,二丁酯是稀释剂。

灌浆施工工艺:沿裂缝方向凿成宽5cm、深3cm的V形槽,在槽内骑缝每隔0.4m钻一孔,孔深为15cm与10cm间隔布置,不得穿透衬砌以防跑浆。用清水将槽内的杂物及粉尘冲洗干净,在孔内插入Φ10的压浆管,利用环氧树脂水泥砂浆锚固,用灰刀将砂浆压实抹光。以1.6m为一段,先一段钻孔注浆一段时间后,相邻段落再行钻孔。待锚固注浆管的环氧树脂砂浆有一定的强度后,以0.15～0.2MPa压力压入环氧树脂浆液,压浆结束后在0.2MPa压力下压水检查压浆效果。注浆完成后将槽采用环氧树脂砂浆补平。

为防止钻孔过多削弱裂缝处混凝土断面,应按如下操作程序操作:

(1)以1.6m为一个段分段(L)钻孔,第一次钻两个边孔,然后埋压浆管,用树脂水泥砂浆封闭V槽,待环氧树脂水泥砂浆强度达要求后压浆。

(2)待边孔的压浆强度达到要求后,再钻中间孔,埋管,封槽,压浆。

(3)待中间孔的压浆强度达到要求后,再钻(1/4)L处的两个孔,埋管,封槽,压浆。

(4)一个1.6m段做完后再做下一个1.6m段。

该种方法不会对结构造成破坏,施工工艺简单,工具轻便,易于操作,工期短,如果有20个施工人员,15d左右即可完成500m的裂缝注浆任务,这对于已经通行的道路最为适用。

3.3.2 粘贴碳纤维布

为进一步对二衬混凝土补强,裂缝注浆结束后,再粘贴一层1m宽碳纤维布。

3.3.2.1 碳纤维布有如下特点

(1)强度极高,能灵活的用于抗弯、封闭箍和抗剪等加固,抗疲劳能力突出。

(2)材料自重轻,厚度小,加固后基本不增加基体厚度。

(3)具有良好的柔韧性,能包裹复杂外型的构件,适用于各种构件表面。

(4)适用于酸、碱、化学腐蚀等各种恶劣环境(本身无公害),符合环保要求。

(5)施工便捷,碳纤维不用预加工,任意长度,能在狭小的空间施工,施工时基本不影响建筑正常使用。

(6)贮存寿命长,可操作期限长。

3.3.2.2 碳纤维布施工工艺

(1)混凝土表面处理

清除衬砌表面所需粘贴碳纤维布宽度范围内的防火涂料,露出混凝土结构层,并用修复材料将表面修复平整。按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。

(2)配制并涂刷底层碳纤维粘贴胶

将底层碳纤维粘贴胶均匀涂抹于混凝土表面,在树脂表面指触干燥后立即进行下一步工序施工。

(3)粘贴碳纤维布

①按要求的尺寸裁剪碳纤维布;

②配制浸渍碳纤维胶并均匀涂抹于所要粘贴构件;

③沿着纤维方向多次滚压,挤除气泡,使浸渍树脂充分浸透碳纤维布;

④碳纤维布的外表面均匀涂抹浸渍树脂。

3.3.2.3 碳纤维布施工安全及注意事项

(1)碳纤维布为导电材料,施工时应远离电气设备及电源,或采取可靠的防护措施。

(2)施工过程中应避免碳纤维布的弯折。

(3)碳纤维布配套树脂应密封储存,远离火源,避免阳光直接照射。

所采用碳纤维布技术参数如表1:

3.3.3 涂刷防火涂料

碳纤维布粘贴完成待完全干燥后再行涂刷防火涂料,防火涂料必须与原涂料规格相同,尽量保证颜色、厚度一致。

4 裂缝的预防

虽然采取一些办法可以有效地处理二衬混凝土裂缝,但是后期的处理多少会影响结构的使用性能,对结构外观也会造成影响,所以应尽可能采取预防的办法,减少或避免裂缝的发生。裂缝的产生有多种原因,有时甚至是多个因素的共同作用产生裂缝,必须根据不同的情况,采用不同的办法。

(1)预防混凝土温度裂缝

①控制水泥水化热的影响,尽量选用低热或中热水泥,掺加粉煤灰或高效减水剂等外加剂以减少水泥用量,降低水灰比,加强混凝土养护。

②控制环境温度的影响,要做好养生工作。

(2)改进衬砌混凝土浇注工艺,加强混凝土振捣和养护,可放慢浇注速度,并在两侧边墙对称分层浇注混凝土,到拱脚处停止1 h左右,待边墙混凝土衬砌下沉稳定后,再灌注拱部两侧混凝土衬砌,到台车两侧最上面的开窗再停止1h左右,再浇注拱顶弧形衬砌,也可有效地预防混凝土开裂。加强振捣,确保混凝土的匀质性和密实性,从而提高混凝土本身的抗裂能力。

(3)在衬砌内或易开裂部位,增加少量钢筋,可减少裂缝的产生。

(4)当浇注拱顶部分的衬砌混凝土时,在混凝土中加入适量的膨胀剂,可保证混凝土完全充满空腔,保证衬砌厚度及混凝土的密实度。

5 结论

混凝土是一种脆性材料,其抗拉强度很低,一般为抗压强度的7%～14%,短期加荷时的极限拉伸变形也只有(0.6～1.0)×10 -4,长期加荷时极限拉伸变形也只有(1.2～2.0)×10-4,尽管在施工中采取各种措施,但裂缝仍然时有出现。总之,隧道衬砌的裂缝,不仅与二次衬砌混凝土的施工工艺有关,而且与隧道的掘进、支护甚至外部环境都有密切的关系。施工时必须根据工程的特点制定科学合理的技术方案,从施工工艺、原材料、后期养护等多方面着手,防范和规避混凝土裂缝发生。

参考文献

[1]JTJ042-94,公路隧道施工技术规范[S].

二次衬砌裂缝第4篇

审核：

校正：

编制：

中国水电集团路桥公司南广铁路NGZQ-5项目部四分部

二0一二年四月

二次衬砌裂缝第5篇

我国自进入21世纪以来, 公路隧道建设取得了日新月异的成就。据统计, 截止2013年年底, 我国公路隧道总数共计11 359座, 隧道总长度为9 606 km。随着我国基础设施建设向中西部地区转移, 无论是公路隧道建设规模, 还是建设速度, 都位居世界第一, 且呈现出逐年快速增长的趋势, 年均增长率在20%以上。特别是随着一大批重大工程的相继建成, 如秦岭终南山隧道、上海崇明隧桥、厦门翔安海底隧道等, 均表明我国的特大型公路隧道建设水平已接近国际先进水平, 部分已达到国际领先水平。

在隧道结构中, 隧道衬砌的作用在于承受围岩和地下水压力和支护结构自重, 有效防止围岩向隧道内变形和风化, 保证隧道的稳定性和运营的安全性。在一些工程中, 隧道衬砌还具有承受化学侵蚀和冻害影响等的功能。因此, 确保衬砌施工中的质量关, 是保证隧道使用年限长久的关键。

在公路隧道施工中, 二次衬砌是一种作为安全储备的重要的工程措施。二次衬砌是使用混凝土等材料修建的内层衬砌, 应做到内实外美, 颜色均匀, 表面圆顺, 无锈迹和麻面。二次衬砌对隧道的内壁能够起到有效的加固支护, 保证隧道在运营使用中的稳定、安全、美观。

1 隧道衬砌结构类型

在隧道工程中, 按设计和施工要求, 合理选择适用的衬砌结构, 确保隧道使用年限的长久。在隧道施工中, 常用的衬砌结构主要有五种类型, 分别为喷锚衬砌、整体衬砌、复合衬砌、装配式衬砌和连拱式衬砌。常见的衬砌类型及使用范围分别如表1所示。

1) 喷锚衬砌。

喷射混凝土是利用空压机将混凝土混合料直接喷射到隧道围岩表面上, 确保岩面实现有效封闭, 具有的加固和填充效果显著。该法的特点在于充分发挥围岩自身的承载性能, 通过显著提升其整体性来避免围岩应力的集中, 防止出现变形、掉块和坍塌等现象。

锚杆是一种锚固在岩体内部的杆状体钢筋, 与岩体融为一体, 起到加固围岩、维护围岩稳定的目的。利用锚杆的悬吊作用、组合拱作用、减跨作用、挤压加固作用, 将围岩中的节理、裂隙窜成一体, 提高围岩的整体性, 改善围岩的力学性能, 从而发挥围岩的自承能力。锚杆支护不仅对硬质围岩, 而且对软质围岩也能起到良好的支护效果。

2) 整体式衬砌。

这是一种比较传统的支护结构形式。该法的特点在于不考虑围岩自身的承载性能, 对于地层、围岩等的变形主要通过衬砌结构来承担, 确保衬砌结构具有显著的刚度来支撑围岩, 承受其压力。

整体式衬砌采用就地整体模筑混凝土衬砌, 可设计为等截面或变截面, 通过在隧道内架立模板、拱架, 然后浇筑混凝土而成。该法适用于不同的地质条件, 在我国隧道工程中广泛使用。

3) 复合式衬砌。

主要由初期支护、二次衬砌和中间防水层等结构组成。该法适合多种地质条件, 技术较为成熟, 是我国目前公路隧道最好的衬砌结构形式。

在初期支护中, 选择使用喷锚支护是一种有效、及时的支护方式。该法具有的柔性特征, 使得其在一定程度上具有随围岩变形而变形的特点, 这对发挥围岩自身的承载性能具有重要意义。在二次衬砌中, 一般选择使用刚度较大、整体性好和外观平顺的钢筋混凝土衬砌。为确保隧道的稳定、安全和美观, 在二次衬砌施工中, 衬砌截面应符合连接圆顺、等厚的要求, 仰拱厚度宜与拱墙厚度相同。

在隧道衬砌结构施工中, 为确保隧道运营的安全和长久, 应预留一定的围岩变形来释放集中的部分应力, 以将衬砌所承受的变形压力降至最低。预留变形量的大小应根据围岩地质条件, 采用工程类比法确定。

4) 装配式衬砌。

目前基本限于使用盾构法施工的城市地下铁道中应用。该法是先将衬砌批量生产, 再运入坑道拼装成型。其特点在于组装成型后即可承受荷载, 不需要进行养生, 能够有效缩短工期, 克服了整体式混凝土衬砌在灌注后不能立即承受围岩压力, 必须经过一个养生的时期, 施工进度受影响的缺点。但该法需要坑道内具有足够的拼装空间, 制备构件尺寸上要求一定的精度, 接缝多容易导致防水困难。

5) 连拱式衬砌。

该法的特点在于将两隧道间相邻的边墙连成一个整体, 一般是使用钢筋混凝土结构来代替两隧道之间的岩体, 是一种双洞拱墙相连的结构形式。

在公路隧道中, 复合式衬砌是最常用的衬砌结构, 二次衬砌是对围岩施加的二次刚性支护。随着我国经济持续稳定的发展, 高速公路隧道工程对二次衬砌质量提出更高的要求, 特别是防水等级必须达到一级防水。二次衬砌不仅必须满足结构安全使用, 美观的要求, 还不允许渗水, 表面无湿渍, 且必须具有强度高、耐久性好等性能。

2 隧道的二次衬砌施工要点

隧道二次衬砌的施工质量控制十分重要, 是确保隧道安全运行的重要结构, 在高速公路建设中占据举足轻重的位置。在本文中, 以使用整体式液压衬砌台车以及混凝土泵送入模浇筑法施工为例, 进行二次衬砌施工的介绍。

在施工前, 先对初期支护质量和净空断面检测, 只有在初期支护质量符合设计和规范要求, 当围岩和初期支护变形基本稳定, 隧道周边变形速率明显趋于减缓, 初期支护表面裂隙不再继续发展, 且断面净空能保证二衬厚度的情况下才能进行二衬施工。

2.1 衬砌台车

在隧道主洞二次衬砌施工中, 选择采用整体式全断面钢模液压衬砌台车进行施工。应根据路线半径合理确定衬砌台车长度, 一般为8 m~12 m。为防止台车变形, 其面板钢板的厚度应不小于1 cm, 使用自制钢模和木模作为台车的挡头模。台车拱部提升液压应具有锁定和定性支撑装置, 这避免出现拱部混凝土浇筑时的下沉现象。为确保施工质量和安全, 应确保门框架与面板间的撑钢数量和其刚性。为防止门框架出现的向内变形, 应做好门框架的倾斜支撑, 必要时设置纵梁间的横向支撑。

2.2 钢筋制作及焊接

在洞外按设计要求进行钢筋加工。选择一块较平整场地作为钢筋加工棚进行钢筋冷拉作业。在钢筋加工棚内, 按照钢筋的设计规格和要求放出大样, 然后进行下料施工。将加工成型的钢筋运进洞内按设计要求进行绑扎, 并进行焊接作业。使用闪光对焊或搭接焊进行螺纹钢筋的焊接, 按要求进行一些辅助设施的焊接可在平台上进行。

2.3 混合料拌制

混合料拌制采用拌合楼集中拌制的方式。为确保混凝土质量, 确保原材料质量符合配合比要求, 进料装置必须具有全自动计重功能, 以便实时监控进料状况。在拌合过程中, 应指定专人进行原材料进料质量控制, 确保进料偏差符合设计要求。

在原材料拌合前, 应实时监控粗细骨料含水量变化情况, 以便对混合料配合比及时进行调整。为保证混凝土入模温度符合设计要求, 可通过在原料堆放场搭设遮阳棚、使用低温水进行搅拌等措施使得拌合物温度有效降低。

进行搅拌作业时, 先按设计要求将一定量的细骨料、水泥、矿物料和添加剂投入后进行搅拌。待搅拌均匀后, 再加入适量的水进行充分搅拌均匀。最后加入一定量的粗骨料搅拌均匀即可。搅拌过程中的关键在于搅拌时间控制。在施工中每一阶段要求的搅拌时间不得少于30 s, 总搅拌时间控制在2 min~3 min为宜。

2.4 混合料运输与浇筑

制备好的混合料采用运输罐车运送至施工现场的方式, 运送至施工现场的混合料应具有良好的施工和易性。为确保施工质量, 应避免混合料在运输途中出现离析和漏浆。否则, 在混合料入模前, 应启动罐车重新进行拌和。

混合料采用泵送入模的方式进行浇筑。在浇筑前, 为有效减少脱模时的黏粘, 应在钢模外表面均匀涂抹一层脱模剂。在浇筑顺序上, 按照“先下后上, 左右同步”的原则, 先从两侧的最下排工作窗口同步进行, 待浇筑平齐至工作窗口时, 关闭最下排窗口, 再进行两侧的第二排的灌注, 依次类推, 直至拱顶输料管处关闭阀门进行封顶。

浇筑作业应连续进行, 应尽量缩短施工间隔时间。当施工间隔时间在2 h及以上的, 则需要按照浇筑中断, 必须进行工作缝处理。

采用插入式振捣棒进行振捣作业, 按“快插慢拔”的原则进行, 每次 (插拔一次算一次) 的振捣时间控制在10 s~30 s为宜。在施工中, 振捣棒应等距插入, 以避免出现漏捣和过捣。为确保衬砌结构的整体性, 前后两次振捣的作用范围应具有一定的重叠, 以确保振捣效果。混凝土分层浇筑时, 为确保振捣的密实性, 要求浇筑层厚不得超过棒长的1.25倍, 且振捣棒插入下层的深度不得少于5 cm。在振捣过程中, 严禁振捣棒碰触钢筋和模板。

2.5 拆模

二次衬砌施工是在初期支护变形稳定后进行的, 要进行拆模作业, 则要求混凝土强度达到8 MPa以上时方可进行。若初期支护尚未稳定就进行二次衬砌施工的, 要进行拆模作业, 则要求混凝土强度达到设计强度100%以上方可进行。在特殊情况下, 拆模时间也可以根据试验及监测结果合理确定。混凝土拆模后, 应防止施工中的其他作业碰撞衬砌表面。

2.6 养生

拆模后应立即进行混凝土的不间断养生。在养护期间, 要求其内部温度控制在60℃~65℃为宜。做好养护期间温度监测和控制, 要求混凝土内部与表面、表面与环境之间的温度差均应控制在20℃左右, 要求养护用水与混凝土表面的温度差控制在15℃以内。

3 结语

在公路隧道工程中, 只有做好隧洞的衬砌工作, 才能保证工程质量。在我国, 复合式衬砌是最常用的衬砌结构。在施工中, 做好二次衬砌施工质量控制十分重要, 在公路建设中占举足轻重的位置。在隧道二次衬砌施工过程中, 严格落实施工工艺和流程, 坚持做好过程控制, 实现对隧道二衬施工质量的有效控制, 取得良好的社会效益和经济效益。

摘要：介绍了隧道衬砌的五种结构类型, 以复合式衬砌为例, 分析了二次衬砌施工的要点, 并从衬砌台车施工、钢筋制作焊接、混合料拌制、运输、拆模、养生等方面作了阐述, 以保证隧道的安全性。

关键词：隧道,衬砌,施工

参考文献

[1]王修伟.浅谈隧道二次衬砌施工质量控制措施[J].科技视界, 2014 (1) :86.

[2]李建生.浅谈隧道快速衬砌模板台车施工技术[J].攀枝花学院学报 (综合版) , 2013 (1) :98-99.

隧道衬砌裂缝产生原因及防治办法第6篇

1.1 干缩裂缝

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

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

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间, 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, 也没有铺水泥砂浆垫层, 就在原混凝土表面浇筑混凝土, 致使新旧混凝土接茬间出现裂缝。

2 裂缝形成的原因分析

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。据有关统计, 施工不规范造成的混凝土裂缝占80%左右, 材料质量差或配合比不合理产生的裂缝占15%左右, 设计不当引起的裂缝可能占5%。

2.1 设计粗糙, 建设、监理单位工作随意性大

由于多方面的原因, 勘察设计单位无法深入地开展地质勘探工作, 隧道围岩类别评价及支护结构设计缺乏科学依据, 带有一定的盲目性。个别建设单位限于自身管理和专业技术水平的欠缺, 任意变更原设计。少数工程由业主的内部人员组成监理机构, 监理工作失去了独立性。随着建筑市场的规范, 这些问题会逐步得到解决。

2.2 施工工艺或现场操作不规范

隧道开挖成型差, 衬砌混凝土厚度严重不均匀;欠挖或初期支护侵入衬砌限界, 造成衬砌混凝土厚度不足。个别隧道衬砌混凝土背后存在脱空现象。

未开展监控量测工作, 仅凭经验来确定二次衬砌的施作时间, 安全可靠性差, 造成二次衬砌超设计荷载承受围岩压力。

混凝土生产时原材料计量误差大, 尤其外加剂的掺加随意性大, 没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水量, 造成混凝土水灰比增大。在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也比较普遍。

采用整体式钢模板台车施工, 混凝土浇筑时不振捣或漏振, 混凝土均质性差。

盲目追求施工进度, 随意提前脱模时间, 使低强度混凝土过量承受荷载, 破坏了混凝土结构。脱模后没有进行混凝土的潮湿养护。

夏季施工时砂、石料露天堆放, 无切实有效的降温措施, 混凝土入模温度高。冬期施工时采取的防寒保温措施不力。

2.3 原材料质量差、配合比设计不合理

水泥品种选择不当, 安定性不良, 不同批次的水泥混用。碎石、砂级配差, 含泥量超标, 碎石中石粉含量大, 针、片状物过多, 影响了水泥与骨料的胶结。

进行配合比设计时, 忽视水泥用量增多对混凝土品质的影响, 错误认为水泥用量越多, 混凝土强度越高。对掺合料和外加剂的选用缺乏专业技术人员的指导, 往往达不到预期的效果。

3 混凝土裂缝的治理

混凝土作为多组材料组成的脆性材料, 裂缝的存在是客观的。作为施工单位应加强衬砌混凝土的施工管理, 避免或减少混凝土裂缝的产生。对于出现的裂缝, 应认真分析原因, 分清是有害裂缝还是无害裂缝, 并对有害裂缝进行处理, 防止裂缝继续发展, 影响衬砌结构的稳定。

3.1 细微裂缝

隧道衬砌混凝土表面常出现一些没有扩展性的细微裂缝, 这种裂缝是稳定的, 一般可自愈, 不会影响结构的使用和耐久性。从美观考虑, 可先清洗干净裂缝表面, 然后涂刷环氧树脂浆液二至三遍, 最后用刮抹料、调色料处理混凝土表面, 使其颜色与周围衬砌混凝土颜色一致。

环氧树脂浆液配比, 环氧树脂:501稀释剂:二甲苯:乙二胺=1:0.2:0.35:0.08。刮抹料配比, 水泥:细砂:水=1:2:0.35。调色料配比, 水泥:白水泥:107胶=5:3:1。施工时应经试验确定。

3.2 贯通性裂缝

贯通性裂缝的危害较大, 必须采取有效的治理方法。沿裂缝方向凿成宽5cm、深3cm的V形槽, 在槽内骑缝每隔0.5m钻一孔, 孔深为衬砌厚度的1/2或2/3, 一般不少于15cm, 并不得穿透衬砌以防跑浆。用清水冲洗干净槽内的杂物及粉尘, 在孔内插入￠10的压浆管, 利用环氧树脂水泥砂浆锚固, 用灰刀将砂浆压实抹光。环氧树脂砂浆配比, 环氧树脂:水泥:细砂:乙二胺:二丁酯=1:1.6:3.2:0.1:0.12, 其中乙二胺是固化剂, 二丁酯是稀释剂。待环氧树脂砂浆有一定的强度后, 以0.15MPa~0.2MPa压力压入水泥-水玻璃浆液或环氧树脂浆液。压浆结束后在0.2MPa压力下压水检查压浆效果。裂缝表面用刮抹料和调色料处理。

3.3 密集裂缝

衬砌背后有空洞或衬砌厚度不足引起的密集裂缝, 必须进行防水和地层加固处理。沿裂缝两侧每隔1.2m~1.5m交错布点, 凿成10cm×10cm大小深5cm的方槽, 用风动凿岩机钻孔, 孔深3m, 安装WDT25中空注浆锚杆, 注入水泥砂浆, 灰砂比1: (3~5) , 水灰比1:1, 施工时由下往上逐级注浆, 注浆压力以0.4MPa~0.6MPa为宜。

4 预防或缓解混凝土裂缝的措施

提高设计精度:加强工程前期地质工作, 为设计提供详尽的工程地质、水文地质勘探资料, 提高设计的质量。

把好材料进场关, 严格控制原材料的质量和技术标准。

严格混凝土施工工艺:提高钻眼技术水平, 优化钻爆参数, 提高光面爆破效果, 加强隧道开挖断面检测, 严格控制超欠挖, 为衬砌施工创造良好的条件;二次衬砌施作时间, 应在围岩和初期支护变形基本稳定时进行。当围岩变形较大、流变特性明显, 需提前进行二次衬砌时, 必须对初期支护或衬砌结构进行加强;混凝土的拌合: (1) 严格按施工配料单计量, 定期检查校正计量装置。加强砂石料含水率检测, 及时调整拌合用水量。 (2) 控制混凝土的入模温度。夏季施工时, 当气温高于32℃时, 砂石料、搅拌机应搭设遮阳棚, 用冷水冲洗碎石降温。尽量安排在夜间浇筑混凝土;混凝土的灌注: (1) 混凝土在运输和泵送过程中严禁加水。 (2) 适当放慢灌注速度, 两侧边墙对称分层灌注, 到墙、拱交界处停1h~1.5h, 待边墙混凝土下沉稳定后, 再灌注拱部混凝土。 (3) 混凝土灌注过程中必须振捣, 提高混凝土的密实度和均质性, 减少内部微裂缝和气孔, 提高抗裂性;混凝土的脱模、养护: (1) 混凝土拆模时的强度必须符合设计或规范要求, 严禁未经试验人员同意提前脱模, 脱模时不得损伤混凝土。 (2) 传统的混凝土洒水养护方法, 增加了隧道内的文明施工难度, 洒水也不均匀, 使混凝土早期强度得不到保证。建议使用喷涂混凝土养护液的方法进行养护

摘要：在隧道施工中, 二次衬砌混凝土裂缝成为带有一定普遍性的质量问题。文章针对混凝土裂缝产生的原因, 提出裂缝的预防和治理方法, 对提高混凝土衬砌施工水平有借鉴意义。本文分析了混凝土裂缝产生的原因, 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。

关键词：隧道施工,混凝土裂缝,原因分析,防治

参考文献

[1]孙立功, 刘杰主编.《隧道工程》.西南交通大学出版社.

三仙岽隧道衬砌裂缝检测与安全评价第7篇

1 衬砌质量无损检测

检测内容主要为:衬砌蜂窝、振捣不密实、空洞及杂物等缺陷检测。检测执行的标准和依据:JTG F80/1-2004公路工程质量检验评定标准。本次衬砌质量无损检测采用仪器为瑞典mala公司生产的RAMAC探地雷达。

针对石吉高速公路三仙岽隧道裂缝处的质量所做的无损检测, 测线布置在左右边墙及拱顶共三条, 见图1。

检测结果表明:拱顶测线YK21+092发现局部脱空及不密实缺陷, 其他测线边墙YK21+045断面 (左拱腰) 、YK21+095断面 (左拱腰) 、YK21+511断面 (左拱腰) 等处也发现局部脱空缺陷。考虑到脱空区范围不大, 且二衬厚度基本满足要求, 可能是由于混凝土收缩或其他环境因素等影响, 经过注浆处理可以认为三仙岽隧道衬砌间脱空不实等缺陷对结构稳定性无影响。

2 裂缝调查与成因分析

所用仪器:皮卷尺测量裂缝位置, 量角器或罗盘测量裂缝倾角, 钢卷尺测量裂缝长度, 游标卡尺或裂缝计测量宽度。裂缝深度检测采用武汉中科智创岩土技术有限公司所研制的RSM-SY5N超声波检测仪。

2.1 裂缝调查

裂缝调查结果见表1, 表2。

2.2 裂缝调查结果与成因分析

调查结果显示:裂缝均发育在二衬施工缝附近, 为环向圆弧状拱形起伏裂缝, 与施工缝闭合成环, 均发生在二衬施工前进方向, 与下板二衬搭接部位, 裂缝最大长度6 m左右, 宽度最大1.8 mm, 大部分裂缝宽度小于1 mm, 根据裂缝分级标准, 均属于微张开裂缝。最大裂缝深度为31.31 cm, 小于实际厚度。

根据对裂缝的观测, 裂缝均为施工期产生, 未有后续发展。结合变形监测记录, 二衬施工前围岩变形已经稳定, 二衬所受围岩压力较小, 因此, 围岩压力不是裂缝产生的原因。由于裂缝的分布均在拱顶施工缝附近, 也排除环境或者材料因素所导致的裂缝。二衬施工速度较快, 部分段拆模时间较早, 下一模衬砌浇筑前模板台车就位过程中, 由于模板台车与紧邻已施工二衬有部分搭接, 在模板台车千斤顶调试过程中造成模板对紧邻二衬的冲击荷载。由于先浇二衬还没有完全达到设计强度或者二衬背后的空隙, 造成二衬小范围开裂。

3 安全评估

综上可以得出以下结论:裂缝均发生在施工方向上一模施工二衬末端施工缝附近, 主要由于施工速度快, 拆模较早, 下一模施工时模板千斤顶顶压压力过大造成拱部出现圆弧状拱形起伏裂缝。裂缝范围较小, 缝宽小于3 mm, 属于微张开裂缝, 且多未贯通, 对二衬整体结构承载力影响很小。

综合裂缝调查结果、质量检测及分析, 裂缝部位的二衬结构安全, 承载力满足设计要求。但是, 由于裂缝和施工缝大多已经闭合连通, 其存在或发展会危及结构安全, 运营期可能会产生混凝土掉块现象, 影响隧道的正常使用。鉴于此, 需要对裂缝进行修补或者补强。

4 病害处治建议

4.1 裂缝修补措施

从三仙岽隧道工程实际出发, 修补措施如下:

1) 灌注高分子化学材料对裂缝进行粘结填充。采用灌浆法修补裂缝时, 先将结构物的裂缝封闭, 仅留出进浆口及排气孔, 然后将配制好的较低粘度的浆液通过压浆泵将浆液压入裂缝内, 浆液扩散并固化后便能将混凝土周围的混凝土联结成整体, 达到恢复原结构强度的目的。

2) 表面粘贴碳纤维板以防止剥落掉块。本次修复所用日本东丽碳纤维布抗拉强度3 500 N/mm2, 钢筋抗拉强度以300 N/mm2计。以公式换算可知断面YK21+510在2 000 mm内有3道环向碳纤维布 (忽略跨过施工缝的一道碳纤维布) , 合计长度600 mm, 换算成配筋面积为0.000 3 m2。

3) 对裂缝深度超过二衬设计厚度80%的YK21+012断面, 及裂缝较发育的YK21+510采取纵横双重碳纤维粘贴措施。

裂缝修补方案:对于裂缝深度小于二衬设计厚度80%的裂缝, 采用1) +2) 方案;对于裂缝深度大于二衬设计厚度80%的裂缝, 采用1) +3) 方案。

4.2 衬砌背后存在空洞处理建议

顶部衬砌背后存在空洞或不密实是造成顶部衬砌在受顶压下开裂的原因之一, 且对隧道长期运营不利, 建议采用压力注浆的方法回填衬砌背后的空洞, 并且密实。

摘要：针对石吉高速公路三仙岽隧道部分衬砌出现裂缝、开裂的情况, 通过裂缝调查、衬砌质量检测及分析, 对三仙岽隧道衬砌开裂情况进行安全性评价, 并给出治理方案。

关键词：隧道,衬砌开裂,裂缝检测,安全评价

参考文献

[1]JTG F80/1-2004, 公路工程质量检验评定标准[S].

[2]JGJ 106-2003, 建筑基桩检测技术规范[S].

[3]JTG/T F81-01-2004, 公路工程基桩动测技术规程[S].

[4]TB 10218-99, 铁路工程基桩无损检测规程[S].

[5]CECS 02∶2005, 超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程[S].

[6]CECS 21∶2000, 超声法检测混凝土缺陷技术规程[S].

[7]GB 50367-2006, 混凝土结构加固设计规范[S].

[8]CECS 146∶2003, 碳纤维片材加固混凝土结构技术规程[S].

渠道衬砌混凝土裂缝产生及防治第8篇

根据深度、范围和原因的不同, 衬砌混凝土板产生的裂缝可分为表层裂缝、塑性裂缝和贯穿裂缝。表层裂缝产生在混凝土板表面, 裂缝长度一般不超过10cm, 深度不超过3mm, 纹理细碎, 形状不规则, 如鸡爪状或龟背状, 一般只见裂纹, 看不见明显的缝隙。塑性裂缝深3~6mm, 长1~3m, 在一块混凝土板上有一道至数道, 走向基本平行。贯穿裂缝是指裂缝将混凝土板全部切穿, 贯穿整块甚至数块混凝土板, 长度达数米至数十米, 走向连续规则。

2. 衬砌混凝土裂缝的危害

表层裂缝基本不影响混凝土强度及工程使用。塑性裂缝危害较小, 在初期不影响工程的运用, 但如不及时处理会发展成贯穿裂缝。贯穿裂缝会对工程造成很大的危害。渠道输水时水沿着裂缝渗入到混凝土板下, 使基础的含水量提高乃至饱和, 由于混凝土板的覆盖, 这些水分难以蒸发而存留在土壤中。在寒冷地区, 如密云水库上游, 极端最低气温为-35.3℃, 到冬季时饱含水分的土壤受冻膨胀变形, 对工程产生破坏。形式有三种:一是加大破坏范围, 基础膨胀使混凝土板裂缝加宽延长, 来年灌溉时水侵入到更大的范围内, 形成恶性循环;二是加重破坏程度, 基础变形使混凝土板产生错茬, 致使灌溉时同一范围内进入更多的水量, 冬季时冻胀加剧, 造成混凝土板沿裂缝鼓起、错位甚至翘起;三是水沿裂缝钻入混凝土板下产生渗流, 把基础冲刷掏空或沿着兽洞蚁穴渗流到堤外, 严重时造成溃堤。

3. 裂缝产生的原因

混凝土板产生裂缝的原因是多方面的, 经观察研究, 主要原因如下。

(1) 表层裂缝产生的原因。

(1) 混凝土压面次数不足或压面不及时; (2) 抹面时因表面干涩加水或因混凝土稀薄洒干水泥; (3) 施工人员为了搅拌或抹面方便在混凝土拌和时随意加水, 造成水灰比偏大, 混凝土凝固时产生收缩裂缝; (4) 养护不及时, 形成干缩裂缝。

(2) 塑性裂缝产生的原因。

(1) 工期延误造成冬季施工, 遇到急剧降温时尚未凝固的混凝土板收缩产生裂缝; (2) 夏季天气炎热, 遇大风天气表层水分损失过快; (3) 基础干燥使混凝土失水; (4) 漏振或振捣不密实。这种裂缝发生时间较早, 中间宽两头细, 位置集中, 深度为1~3 cm, 长度一般不超过10 cm。

(3) 贯穿裂缝产生的原因。

(1) 单块混凝土板设计长度偏大。许多长度为6m的混凝土板在中间产生了垂直裂缝, 形状规则, 呈直线状。 (2) 基础原因。这种原因产生的裂缝比例最大, 裂缝长度从数米至数十米, 往往伴有混凝土板表面错茬。具体又分为几种情况:一是地质勘察不细致, 个别渠堤段以前为坑溏、洞穴, 勘测时虽已回填但基础软弱;二是施工单位为降低成本, 开挖基础时用机械一次开挖到位而没有预留保护层, 造成部分基础超挖;三是回填土不密实;四是设临时车道的部位由于车辆通行造成过压;五是降雨后施工单位为抢工期, 基础没有晾干就浇筑底板, 覆盖在下面的水分到冬季时冻胀使混凝土板折裂, 这种裂缝多产生在渠底混凝土板中间。 (3) 外来降水。一些基础处理和混凝土施工质量都很好的混凝土板也产生了裂缝, 经勘察发现是自然降水侵入到混凝土板下造成的。一种情况渠道两侧是高出渠顶数米的土坡丘陵, 雨水或雪水沿浸润线侵入到混凝土板下, 另一种是渠顶混凝土板边沿回填土不密实或渠顶高程低于混凝土板, 致使自然降水沿着混凝土板与基础的接合面侵入, 侵入的水分到冬季产生冻胀把混凝土板拱裂。 (4) 对与渠道交叉的外来水源如天然泉眼、村庄污水等没采取处理措施, 这些水源借部分渠段四季穿流, 冬季冻胀造成混凝土板折裂、翘起、交错。

4. 裂缝的处理措施

表层裂缝一般不需处理, 塑性裂缝和贯穿裂缝必须及时处理。处理时分析产生的原因, 根据破坏程度采取相应的措施。常用的处理措施如灌浆、结构补强、仿生自愈等方法因施工工艺复杂、难度大、成本高而不适合渠道衬砌裂缝的处理。根据混凝土板截面薄、裂缝受基础影响大的特点, 经实践总结出几种简单实用经济的处理方案: (1) 未贯穿的塑性裂缝, 可采用局部处理的办法, 划出裂缝范围予以凿除, 重新浇筑混凝土面层。 (2) 由基础原因引起的裂缝必须对基础进行处理, 否则即便浇筑了新的混凝土面层, 混凝土板以后仍会发生破坏。处理时拆除混凝土板及原基础, 对含水量高的土壤进行晾晒, 保证基础回填均匀密实后重新浇筑混凝土板。 (3) 非基础原因形成的裂缝, 可采用人工用钢钎沿着裂缝在其两侧凿出宽20~30 cm的带状沟槽, 将接合面清理干净, 按照原配比浇筑混凝土, 水泥采用原配比水泥品种。为防止新浇混凝土自然收缩而产生新的裂缝, 施工时掺入适量的膨胀水泥, 掺入比例可参考使用说明书。

5. 预防

对混凝土板裂缝的治理重在预防, 主要有几个方面。

(1) 设计方面。

设计改进成本最小, 效果最好。 (1) 根据当地气候地质等因素合理确定单块混凝土板的尺寸。经实践, 长度为3m的混凝土板中间没再发生垂直裂缝。 (2) 将渠道断面由梯形改为U形, 并在每块混凝土板下垂直水流方向增设上口宽20cm、下口宽12 cm、深12 cm的梯形肋梁两道, 改善混凝土板受力结构。 (3) 渠底增设纵向切割缝, 用热沥青封灌。 (4) 在泉水或污水与渠道相交的渠段设计过水管等跨越设施, 借渠道穿流的渠段可将混凝土板衬砌改为浆砌石衬砌。

(2) 施工方面。

施工是保证质量的关键, 施工时应注意以下问题: (1) 做好施工安排, 避免冬季施工;在气温骤降时采取保温保湿措施, 也可用电抹子抹面, 以缩短抹面时间。 (2) 晾晒时间过长的基础在浇筑混凝土前洒水湿润。 (3) 基础回填要均匀密实, 临时车道过压部位应拆除重新回填。 (4) 混凝土搅拌时严格控制水灰比, 运输时防止离析, 浇筑派专职质检员控制振捣、抹面质量。 (5) 雨季施工采取排水措施, 雨后等基槽彻底晾干后再施以下道工序。 (6) 发现软弱地基及时向监理和设计部门汇报, 对基础进行处理后再施工。 (7) 混凝土凝固后及时养护。由于渠道衬砌混凝土面积大线路长, 容易受风吹雨淋、人员践踏等因素影响, 因此不宜采取洒水或喷养护剂养护, 可采用覆盖塑料薄膜的办法, 覆盖时注意要严密, 并用土将薄膜压实。

(3) 运行管理方面。

运行管理单位及时发现问题, 可以将损失减小到最低程度。 (1) 经常巡视检查, 发现裂缝及时处理, 防止裂缝发展扩大甚至发生冲刷掏空现象, 造成维修成本增加。 (2) 每次灌溉完毕后和冬季来临前提闸放空渠道内积水。

6. 结语

渠道衬砌混凝土板产生裂缝较为常见, 但是经过因地制宜改进设计, 加强施工管理, 混凝土衬砌裂缝是可以预防的。以上的处理措施经实践证明行之有效。

摘要：文章针对渠道衬砌混凝土特点、裂缝产生的原因及预防作了分析, 并提出了简单易行的处理方法。

公路隧道工程二次衬砌施工质量控制第9篇

(1)施工放样。

隧道衬砌施工前必须对隧道中线、标高、断面尺寸、净空等进行复核，技术指标满足施工图设计规定。若衬砌类型因围岩发生变化而相应变化时，围岩较差的衬砌结构必须向围岩较好地段延长5m或按设计的要求办理。

立模前首先检查放线定位情况，根据隧道中线和标高及断面设计尺寸，测量确定衬砌立模位置。为保证衬砌不侵入建筑限界，须按设计要求预留误差和沉降量，一般将内轮廓尺寸扩大5cm，并注意曲线加宽。

(2)施工机具与材料。

对机具的质量控制： (1) 衬砌所用的拱架、墙架，宜采用定型的金属结构，式样简单、装折方便，模板表面光滑，接缝严密，不漏浆。 (2) 模板与支架应具有足够的强度、刚度和稳定性，能安全承受所浇混凝土的重力和侧压力及在施工中可能产生的各项荷载。模板表面应涂刷经监理工程师认可的脱模剂;应采用面积不小于1m2的模板。 (3) 对采用的整体移动模板台车或穿越式模板台车，模板厚度双车道不宜小于8mm，三车道不宜小于10 mm，模板应焊接为整体并平整圆顺，预留窗口必须平顺无错台;衬砌时配备混凝土泵车辅送泵浇注。 (4) 模板台车和拱架模板就位后，对位置、尺寸、方向、标高、坡度、稳定性等项目进行检查，模板接缝应整齐平顺。

要求： (1) 每排拱架应架设在垂直于隧道中线的竖直平面内，不得倾斜;对于曲线隧道，因曲线外弧长、内弧短，则应分段调整拱架方向和模板长度。 (2) 拱架应立于稳固的地基上，拱架下端一般焊接端头板，以增大支承面，减少下沉;当地基较弱时，应先用碎石垫平，用短枕木支垫，此枕木不得伸入混凝土中;模板台车走行轨道铺设应稳定，轨枕间距要适当，道床要振捣密实，必要时先施作隧道底板，防止下沉过大。 (3) 拱架的架设要牢固稳定，保证其不产生过量位移;拱架立好后，还应对稳定性进行检查。 (4) 挡头模板应同样安装稳固，不管采用什么形式，均应便于与岩壁之间的缝隙嵌堵严密，不得漏浆。 (5) 设有各种防水卷材、止水带时，应先行安装好，并注意保护防水板，不得损伤防水材料;后安止水带或止水条时，应在挡头模板上根据止水带或止水条的形状和位置安装模型条，以留出安装止水带或止水条的位置且结合密贴。 (6) 按图纸规定检查预留沟、槽、管洞或预埋构件。 (7) 模板台车、拱架进行试运转，必须备有电源、搅拌机等。

材料的质量控制： (1) 对地下水具有侵蚀性的地段，应根据工地水样化验结果，必须针对受蚀类型采用不同的抗侵蚀性混凝土。 (2) 各种材料 (水泥、砂、碎石) 均应符合规范要求，掺加剂质量与用量必须经试验确定。水泥标号不低于32.5号，重量偏差不得超过±2%，集料重量偏差不得超过±2%，水及加气剂重量偏差不得超过±2%。 (3) 衬砌混凝土抗渗标号不得低于S8，测定标准按GBJ 82-85规定执行。水灰比不应大于0.55，冬季施工时按有关冬季施工要求执行。配合比及材料均由监理工程师书面批准。

2. 二次衬砌施工中的质量控制

(1)混凝土浇筑施工。

要求： (1) 浇筑混凝土节段长度应根据围岩状况、施工方法和机具设备能力及设计沉降缝、伸缩缝和设备位置统一考虑、合理确定。 (2) 混凝土拌和后应尽快浇筑，浇筑时应使混凝土充满所有的角落并捣固充分;混凝土运送时应采用混凝土搅拌运输车，采用其他方法运送时，应确保混凝土在运送中不产生离析、损失及混入杂物。已经达到初凝的混凝土，不得搅拌后重新使用。 (3) 浇筑时检查振捣密实状况;必须分层水平两侧对称浇筑，每层不超过30cm，两侧同时或交替进行，加强边墙部位的振捣。 (4) 拌制混凝土的最短时间 (自全部材料装入时起至卸料时止) 符合表1规定。 (5) 二次衬砌的混凝土必须连续浇筑，不得不间断的时间不应大于表2的规定，否则应作施工缝处理。 (6) 当衬砌混凝土浇筑到拱部时，采用普通钢模板沿隧道纵向浇注，边浇注边铺封口模板，并进行人工振捣，最后堵头。采用模板台车泵送混凝土时可以简化封口，管口出口宜埋在混凝土面以下，并检查是否填满。当两衬砌相接时，在中央留50×50cm的缺口待施工完成后再处理。

(2)拆模及养护。

要求： (1) 不承受外荷载的拱墙，混凝土强度应达到5.0MPa，或在拆模时混凝土表面和棱角不被损坏并能承受自重。 (2) 承受围岩压力较大的拱墙、封顶和封口的混凝土应达到设计强度。 (3) 承受围岩压力较小的拱墙，封顶和封口的水泥混凝土达到设计强度70%。拆模时严禁碰损边角。拆模后混凝土至少连续养护7d，掺有外加剂或有抗渗要求的混凝土不宜少于14d。养护用水的温度应与环境温度一致;寒冷时应做好衬砌的防寒保护措施。

(3)其他事项。

(1) 拱圈施工浇筑顺序应从两侧拱脚向拱顶对称进行，间歇及封顶的层面应成辐射状。 (2) 分段合拢的拱圈宜选在围岩较好处;与辅助坑道交汇处的拱圈应置于坑道两侧基岩上。 (3) 先拱后墙法施工时，边墙混凝土应尽早浇筑，以避免对拱圈产生不良影响，墙顶刹尖混凝土应捣实并进行检查。 (4) 施工中须按设计要求预留注浆孔。每次衬砌完成后下次衬砌前及时检查。 (5) 采用衬砌台车衬砌时，注意检查台车模板的局部变形，尤为要注意施工缝处。拱架模板翘曲变形的严禁使用;对施工缝处的错缝采取措施，减少到最小或消除。

单位:s

注: (1) 拌和量不应超过搅拌机容量的10%; (2) 掺和减水剂、加气剂等时, 宜延长拌和时间。

单位:s

注:在继续浇筑新混凝土前，先凿除已硬化的前层混凝土表面上的松软层和水泥砂浆薄膜，并将表面凿毛，用压力水冲洗干净。

3. 二次衬砌质量标准及资料控制

(1)质量标准。

(1) 混凝土表面密实，任一延米的隧道面积中，蜂窝麻面面积不超过0.5%，深度不超过10mm。 (2) 衬砌施工段之间不得有错台，结构轮廓线直顺美观。 (3) 衬砌实测，要求见表3。

(2)内业资料。

(1) 原材料合格证及检验报告。 (2) 初期支护和防水板铺设验收报告。 (3) 施工质量自检报告。 (4) 施工记录。施工记录内容：净空尺寸、衬砌方式、模板检查、混凝土配合比检查、结构尺寸、预埋件位置、洞室距开挖面的距离、平整度、强度等。要求必须真实、准确记录衬砌施工情况，及时反馈信息。

4. 结语

以上探讨了隧道施工中的各项工程质量控制要求，但对于具体的预防和改善需要在工程实践中多观察、多比较，对于出现的问题多分析、多总结，结合多种预防处理措施，才能起到好的作用。

摘要：公路隧道工程的衬砌施工是技术含量较高的工序之一, 是主要的质量控制点。做好二次衬砌的施工质量控制, 特别是做到混凝土密实、平整、无错台、圆顺光洁, 对提高隧道整体质量和安全, 保证通车顺畅, 降低后期养护费用支出等, 将起到重要作用。