水工隧洞襯砌混凝土裂縫的防治及處理方法

覃憶油

（柳江縣水利工程管理站 柳州市柳江縣 545100）

水工隧洞襯砌混凝土裂縫的防治及處理方法

覃憶油

（柳江縣水利工程管理站 柳州市柳江縣 545100）

在水工隧洞襯砌混凝土施工中，由于受到各種因素的影響，裂縫問題較為常見，如果裂縫問題比較嚴重，則會對水工隧道整體結構造成不良影響，降低混凝土抗滲能力，導致隧洞很難發揮功效。因此，對水工隧洞襯砌混凝土裂縫進行深入研究至關重要。本文探究裂縫問題的產生原因，并提出一系列補救措施，以期提高水工隧道襯砌施工質量。

水工；隧洞；混凝土；裂縫

1 概述

1.1 水工隧洞襯砌混凝土裂縫分類

根據調查研究發現，水工隧洞襯砌混凝土裂縫一般可以分為細微的表面裂縫和貫穿性的、危害較大的裂縫這兩種形式。

1.1.1 細微的表面裂縫

通常情況下，水工隧洞襯砌混凝土的表面細微裂縫分布在混凝土表層，而且很難找出發生規律，表面細微裂縫一般不會僅僅出現一條；縫隙的寬度較小，一般小于1mm；裂縫長度也比較偏小，為閉合狀或者輕微張開狀。如果水工隧洞襯砌混凝土表面出現細微的裂縫，不會引起較為嚴重的滲漏問題，所以其對混凝土結構的整體結構不會造成較大的不良影響。但是，如果細微的表面裂縫較多，則會影響混凝土結構的持久性，如果裂縫中鋼筋受到腐蝕，則混凝土的抗凍性和結構穩定性都會受到不良影響。

1.1.2 貫穿性有害裂縫

貫穿性裂縫顧名思義會貫穿整個混凝土結構整體，是一種危害性較高的裂縫形式，一般數量單一，但是長度較廣，呈張開狀，裂縫寬度為1～5mm，如果貫穿性裂縫較為嚴重，則裂縫寬度可以達到20mm。貫穿性裂縫為蔓延整個水工隧洞，導致隧洞出現滲漏問題，因此，必須及時解決貫穿性裂縫問題，避免局部土體隆起。另外，貫穿性裂縫還會增加混凝土結構的軟弱性，影響混凝土結構的穩定性。

1.2 水工隧洞襯砌混凝土裂縫產生的原因

1.2.1 溫度降低形成的收縮裂縫

大部分水工隧洞襯砌混凝土施工是在深度較大的地層中，在施工過程中，隨著水泥材料的水化作用，隧洞內的溫度會逐漸上升，尤其是在冬季施工時，隧洞內的溫度也不會很低，水分很容易蒸發會氣體，然后與液體接觸后發生凝結。但是，很多施工人員在混凝土結構養護作業中，只是對混凝土表面進行維護，并沒有考慮混凝土的內在散熱以及溫度差收縮裂縫問題，這就導致混凝土伸縮裂縫的發生幾率大大增高。

1.2.2 外部應力效應形成的裂縫

水工隧洞混凝土襯砌施工的工期一般比較緊迫，而且需要挖洞作業，施工要求比較高，這就導致襯砌混凝土施工質量很難達標。另外，由于受到施工環境的限制，在混凝土施工完成后，不能及時有效的對混凝土進行保養，有很多裂縫隱患，所以很多混凝土結構在實際使用過程中，很難達到設計要求的使用年限。另外，開挖支護作業一般都是需要在較短的距離內來回實行的，因此，如果不能明確分辨圍巖種類，而鋼筋支護也不對稱，則會出現多次重分布以及毛洞變形的問題，而且由于受到外部力量的影響，也很容易導致混凝土結構出現裂縫。

1.2.3 結構裂縫

水工隧洞內的地質條件和水文條件比較復雜，因此，在施工前，必須對隧洞內的地質地形和水文變化運動充分了解。工程設計人員需要根據水工隧洞的實際情況完成設計，明確施工區域的本身性質，否則就會出現設計方案與施工現場實際情況不符的問題。如果設計方案不合理，則很容易導致混凝土結構出現裂縫問題。

2 水工隧洞襯砌混凝土裂縫的預防

在水工隧洞襯砌施工中，對于裂縫的補救和堵漏難度較大，而且維修費用比較高，而且還會導致混凝土的表面質量降低，因此，必須加強施工防范。

2.1 優化混凝土配合比

為了降低溫度原因所導致的裂縫問題的發生幾率，應該加強混凝土材料選擇管理。在材料選擇時，根據工程實際情況選擇混凝土原材料，并且經過多次配合比試驗，最終確定最優配合比。同時，還應該選擇質量較好的粉煤灰以及復合型效用比較高的減水劑，盡量多的增加水泥用量，降低混凝土的水化性。

2.2 加強圍巖變形監測

嚴格控制圍巖變形，有效防止圍巖承受過多的附加力，導致混凝土產生裂縫。通過對相關內容進行計算分析，可以準確的判斷出圍巖能否完成收斂變形，根據施工要求確定襯砌時間，盡量避免圍巖收縮變形，這樣有利于襯砌施工，能夠有效防止裂縫的產生。

2.3 確保倉面無滲水干擾

在施工過程中，為了避免地下水流入混凝土澆筑倉面，在隧洞襯砌混凝土施工過程中，應該采用科學合理的方法疏通并排除地下水，以此達到很好的防御效果。在實際工作中，需要根據不同的地下水滲漏狀況選擇解決方法，降低滲水留倉的危害性。

2.4 合理確定施工工藝

綜合考慮工程實際情況和設計要求，確定施工工藝，并且在混凝土澆筑全過程中加強監督和質量檢驗，避免混凝土攪拌時間不充足、攪拌不均勻等問題，提高混凝土材料的使用性能。

3 水工隧洞襯砌混凝土裂縫處理

如果水工隧洞襯砌混凝土出現裂縫問題，則會導致混凝土的結構穩定性較低，抗滲性能變差，而且還會導致混凝土中的鋼筋腐蝕生銹，混凝土碳化嚴重，最終導致水工隧洞無法正常發揮功效。因此，必須綜合考慮工程實際情況，妥善解決混凝土裂縫問題。

3.1 裂縫處理的方法

對于水工隧洞襯砌混凝土裂縫，在應用高滲透改性環氧漿材時，應用范圍較小。隨著科學技術的快速發展，對于隧洞襯砌混凝土裂縫處理已經提出了很多全新觀點，在實際施工過程中，環氧漿材應該具備一定的環保效果、延緩老化效果等等。為了將混凝土裂縫進行有效粘合，可以使用開槽埋管法、打斜孔埋管法以及無損貼嘴法，各種方法的利弊如表1所示。

表1 開槽埋管法、打斜孔埋管法和無損貼嘴法的利弊

3.2 選擇處理漿材

在購買灌漿材料時，應該綜合考慮材料的可灌性和長久性。通常情況下，隧洞襯砌混凝土裂縫一般比較小，對于外部水的張合力比較大，因此漿液很難灌入。因此，為了提高漿材的填補性，提高防滲能力，應該盡量使用滲透力強彈性改性的環氧漿材，較為常見的有lpl、cw和eaa等等。

3.3 無損貼嘴法處理滲水裂縫

3.3.1 關鍵技術

無損貼嘴法處理滲水裂縫施工工序較多，包括注漿嘴加工、裂縫描述、壓風檢查、灌漿、注漿嘴清除等等。在實際施工過程中，需要在外徑6mm、長度6cm的銅管的一段焊接方形鐵片，方形鐵片的邊長為3～4cm、厚度為1.5mm，在鐵片的中間需要開直徑與銅管外徑相同的進漿孔，而且還要在鐵片四周鉆排列整齊的小孔；使用砂輪機，沿著裂縫量變打磨出20cm的寬度，清除混凝土表面雜質，達到很好的封縫效果；沿著裂縫開口位置，使用高壓沖毛機向兩邊進行沖洗；使用刻度放大鏡測量裂縫寬度，并對裂縫進行詳細描述；根據裂縫的描述情況布置注漿嘴；貼嘴3h后，使用堵漏靈膠泥堵住滲水縫口；封縫完成，養護2h，檢查各孔的貫通情況；采用多點同步灌注方式進行推進；灌漿結束48h后鏟除注漿嘴；灌漿結束7d后，對灌漿質量進行檢查。

3.3.2 局部滲水處理

如果復灌后還是會出現滲水問題，則需要對滲水位置采用嵌縫措施：開50mm×50mm的卡槽，然后使水管在卡槽內牽引出來，排除積水，清理卡槽表面。嵌縫施工完成后，還要在混凝土表面粘貼寬150mm玻璃絲布防滲，待丙乳砂漿封閉7d后再封閉引水管孔。

4 結束語

綜上所述，水工隧洞襯砌混凝土裂縫問題的產生有溫度原因，外部應力以及結構原因三種。對于水工隧洞襯砌混凝土裂縫處理，必須根據工程實際情況選擇符合實際需求的處理措施，在材料選擇、施工工藝等方面加強監督控制，有效解決水工隧洞襯砌混凝土裂縫問題。

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2015-11-30