試論如何進行明挖隧道混凝土施工裂縫控制

近些年，明挖隧道施工中出現了大量的混凝土施工裂縫問題和通病，這些現象的發生主要源于我國施工單位對明挖隧道的了解不夠深入，出現一些偏差或錯誤的認識，難以完全掌控施工現場的技術管理，此外就是混凝土施工裂縫控制本身的復雜性等原因。由此可見，在進行明挖隧道混凝土施工前，首先需要深入研究混凝土施工裂縫中的特征與成因，從而根據方案進行裂縫控制措施的合理選用。下面將結合筆者在某明挖箱型隧道實際施工工程中觀測到的混凝土施工裂縫，對明挖隧道的混凝土施工裂縫成因與控制措施進行淺要的分析和探討。

1 明挖隧道的混凝土施工裂縫特征與成因分析

1.1 側墻豎向裂縫

隧道側墻墻體裂縫寬度在0.1mm和0.4mm之間，很多裂縫都由墻中蔓延至墻的上下兩端，目前沒有出現滲水問題;裂縫數量隨著澆筑段長度的增加而增加，隨著澆筑施工環境溫度的提升而增加，并且溫度越高，裂縫的寬度也越大。

因為隧道側墻是大體積混凝土結構，因此很容易在施工過程中遭受溫度影響而出現裂縫。裂縫分布規律顯示，大體積混凝土澆筑過程中的溫度應力變化會對墻體裂縫帶來一定的影響。而裂縫深度則跟干縮裂縫性質很像，拆模過早導致的裂縫情況，再加上沒有及時之采取灑水的方式進行養護，使得混泥土表面時干時濕，濕度變化過于明顯，引發混凝土表面干縮變形的情況出現。

1.2 頂板45°斜裂縫

隧道頂板45°斜裂縫往往會在與板邊相隔1/8的地方，裂縫寬度約為0.2mm-0.4mm，有的地方還會出現貫通裂縫，還有的地方會出現滲漏水問題。

如果環境的溫度與濕度出現變化，鋼筋混凝土的墻、板、梁、柱等結構組成成分都會出現溫度變形與收縮變形的情況，形體差異的存在導致了混凝土的收縮形變會隨著板的體積和表面體積比值的減小而變大，并在板內生出拉應力。側墻、梁以及板都具有外側約束，因此就算墻、板、梁之間的收縮不同，也不會導致變形應力出現45°斜裂縫。

1.3 頂板縱向裂縫

裂縫與頂板的長邊相平行，順著隧道縱向延伸，通常跟墻保持2-3m的距離，裂縫寬度不大于0.3mm，數量少，不存在貫通縫。

在施工過程中，頂板施工工作完成后，如果不鋪設塑料薄膜，會使得混凝土表面因為陽光的照射而迅速失水，此時如果不進行灑水養護，或養護方式不對，都會使得混凝土表面干濕不均，最終出現干縮變形的情況。不過這些裂縫都不是很深，屬于表面裂縫。同時，進行側墻施工的時候，不能拆除下一層的滿堂紅支撐體系，否則會導致集中荷載過大，引發結構性裂縫。

1.4 頂板、底板橫向裂縫

裂縫與頂板、底板短邊平行，順著隧道橫向延伸，裂縫寬度在0.1mm之間0.4mm，大多數的裂縫都距離板中1/3，并兩端延伸;隨著澆筑流水段長度的增加，裂縫的數量也在不斷增加;而隨著環境溫度的升高，澆筑后形成的裂縫也會越來越多，而且寬度也會增加;跟頂板上表面的裂縫數量相比，下表面的裂縫數量要少一點。

因為隧道側墻是一種大體積混凝土，因此其裂縫形成情況往往由澆筑施工過程中溫度應力的變化情況決定。在頂板、底板施工之后，由于沒有進行塑料薄膜的鋪設，使得其表面遭受了陽光的照射，導致迅速失水，而灑水養護并不及時也不合理，導致表面濕度出現巨大變化，再加上裂縫都是表面裂縫，不存在較大深度，因此會使得混凝土表面出現干縮變形的情況。

2 明挖隧道的混凝土施工裂縫控制措施

2.1 降低混凝土水化熱

(1)選擇粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等低熱水泥。如果只能選擇普通硅酸鹽水泥，則盡量避免使用早強水泥。(2)國內外的很多試驗研究與工程實踐都顯示，如果在混凝土里添加部分優質粉煤灰，則可以有效替代水泥，不但如此，因為粉煤灰顆粒是球狀的，可以產生滾珠效應，實現良好的潤滑，對混凝土拌合物的粘聚性、流動性以及保水性有很好的改善作用。(3)減水、增塑、緩凝外加劑等添加劑的摻加，可以使混凝土拌合物的粘聚性、流動性、保水性得到有效改善。這些添加劑的分散作用和減水作用不但能節約用水量、提升強度，還能使得水化熱得到緩解，延遲放熱峰產生的時間，使得溫度裂縫的數量得到控制。4)如果有需要，還可以將冷卻水管埋放在混凝土中，其內部溫度可以明顯降低6℃ ～10℃。

2.2 控制混凝土入模溫度

澆筑溫度應該控制在25℃以內;同時混凝土表面與內部溫差也不應超過25℃。無數實踐工作也顯示，若當混凝土內外溫差低于25℃，則混凝土體內的溫度應力往往不會引發混凝土施工裂縫的產生。若氣溫太高，應該盡量降低澆筑混凝土的出機溫度，避免采取攪拌運輸車罐體、降低原材料、泵送管道的保溫冷卻等應對手段的實施;盡量不在高溫階段進行混凝土施工，盡量選擇夜間進行澆筑的時間。

2.3 適時拆除側墻模板，加強混凝土保濕養護措施

出現最大溫度梯度之后，等待72h，進行拆模處理，拆模時間必須在澆筑混凝土之后5d后進行，拆除墻模版的時候，應該確?；炷帘砻鏈囟雀h境溫度之間所存在的溫度差低于10℃。完成拆模之后還需要進行養護劑的刷涂，避免延誤與漏刷的情況。

2.4 控制混凝土的收縮變形

(1)在保證混凝土和易性和強度的情況下，盡量降低混凝土的水膠比;摻加適量高效減水劑，可減少用水量。(2)合理選擇混凝土的骨料級配可以降低混凝土的干縮變形。(3)振搗越好，混凝土越密實，這樣就會減少水分的散失，減輕混凝土的收縮。(4)摻加適量的膨脹劑可以起到收縮補償的作用，有利于防止裂縫。

3 結束語

總而言之，隨著時代的發展和進步，隧道行業在產值不斷增長、根基愈發牢固的基礎上對混凝土施工裂縫的研究也有了更高的要求。明挖隧道的混凝土施工裂縫控制在整個隧道建設過程中占據重要地位，極大程度的影響了工程進度、安全和質量。科學合理的混凝土施工裂縫控制措施應該在保證工程質量、安全和實施速度的基礎上，盡量節約工程成本，合理進行資源配置，致力于經濟和社會效益的最大化。

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