水工隧洞襯砌混凝土裂縫成因分析及控制措施

祝維

摘要：裂縫是水工地下隧洞襯砌施工時經常出現的一個問題，如果不能對其進行有效的處理，不僅會降低混凝土的抗滲能力，還會嚴重影響到水工隧洞工程整體結構的穩定性，最終導致水工隧洞無法發揮出原有的功能。所以，必須加強對水工隧洞襯砌施工中混凝土裂縫的成因研究，并對其做出有效的預防和控制。本文將從水工隧洞襯砌混凝土裂縫的分類出發，詳細的分析了混凝土裂縫的成因、混凝土裂縫的預防以及控制措施。

關鍵詞：水工隧洞；混凝土裂縫；形成原因；控制措施

一、水工隧洞襯砌混凝土裂縫的分類

在水工隧洞襯砌施工中，一般可以將襯砌混凝土裂縫分為細小的表層裂縫和貫穿性的有危害裂縫這兩種，無論是哪一種裂縫都必須對其進行有效的處理，這才有助于提升水工隧道襯砌施工的整體質量。

（一）細小的表面裂縫

細小的表面裂縫主要指的是分布在混凝土表層，而且裂縫縫隙比較細微的裂縫，這樣的裂縫通常都是沒有規律性的，而且出現的數量也不一定。細小的表面裂縫其縫隙一般都在1mm以下，而且長度也非常小，一半都呈現出閉合或輕微張開的狀態。雖然這樣的裂縫不會對其整體結構造成很大的影響，但如果進行有效的預防和處理，就容易影響到結構的持久性和鋼筋的耐腐蝕性。

（二）貫穿性的有害裂縫

從字面上就可以知道，貫穿性裂縫可以貫穿到水工隧洞的整體構造當中，嚴重威脅到水工隧道工程的穩定性與安全性。一般情況下，貫穿性裂縫都是單一出現的，其長度比較廣，主要呈現出張開的狀態，裂縫寬帶一般都是在1mm到5mm之間，嚴重時其寬度可以達到20mm。貫穿性有害裂縫的出現會蔓延至整個隧洞中，從而導致隧洞的滲漏情況。

二、水工隧洞襯砌混凝土裂縫的成因分析

（一）溫度降低形成的收縮裂縫

大部分的水工隧洞工程都是在較深的地層中進行，在水泥水化后，隧洞中的溫度會有明顯的提升，即便是在冬天進行施工，隧洞中的溫度也不會太低，這時就會出現混凝土中的水分蒸發和遇冷凝結的情況，如果工作人員進行對其表明進行簡單的維護，沒有注重進行混凝土的內部散熱處理，或者沒有進行溫度變化的收縮裂縫處理，就會大大提升伸縮裂縫出現的概率。

（二）外部應力效應形成的裂縫

水工隧洞工程對其挖成洞都有著較高的要求，但水工隧洞工程的施工的時間卻比較緊迫，如果在混凝土的澆筑完成后不能進行有效的保養和維護，必定會降低混凝土的使用壽命。開挖支護是混凝土施工中的一個重要環節，如果實際的施工不能準確的進行圍巖種類的分辨，又或者是不能科學的選擇鋼筋支護，就會讓圍巖承受不必要的力差，并出現多次重分布和毛洞變形，在外部力量的作用下混凝土就會出現明顯的裂縫。

（三）結構裂縫

施工所在地的水文地質情況對水工隧洞工程有著非常大的影響，如果在進行水工隧洞的施工設計前，不能對其地形地質、水文的運行變化進行充分的了解，就很容易導致設計圖紙與實際施工不相符的情況。這樣的情況下就容易出現結構裂縫，這種裂縫的裂痕機理較為理想，有著較高的可控性，容易發生改變。

三、水工隧洞襯砌混凝土裂縫的預防處理

（一）優化混凝土配合比

為了能夠有效的避免使溫度的差異引起的裂縫，在混凝土的選擇時，必須保證混凝土的質量符合建設施工標準，并通過多次的配比去選擇出一個最為合適的方案。同時還要配合粉煤灰或復合型的高效減水劑的使用去，改變混凝土的和易性，并降低混凝土的水化熱和干縮，從而有效的避免裂縫的出現。

（二）加強對圍巖變形監測

在實際的施工過程中，必須嚴格的進行圍巖變形的監測和控制，這樣可以有效的避免因圍巖承受附加力所造成的混凝土裂痕情況。通過對有關內容的解析和技術，準確的進行圍巖能否順利完成收斂變形的判斷，并明確出襯砌的時間，從而降低圍巖收縮變形過程中的的混凝土襯砌工作，降低裂縫的出現概率。此外，還要對其施工流程和施工工藝進行嚴格的控制和監督，例如：混凝土的攪拌、搬運、入倉、振搗等。

（三）確保倉面無滲水干擾

避免地下水流入混凝土澆筑倉面同樣也有著預防裂縫出現的效果。在實際的施工中，應該按照以疏排滲透地下水的方式去采取相應的防御措施，并根據不同的實際情況科學的選擇預防方式，例如：對成股滲出的地下水，可以采用排水管排進行排出，這樣就可以有效的解決滲水留倉的問題。

四、水工隧洞襯砌混凝土裂縫的控制處理

（一）表面修補法

表面修補法是一種比較常見的裂縫處理方法，它主要運用在一些沒有對水工隧道結構穩定性造成影響的裂縫修補中。實際的施工過程主要是在混凝土裂縫表面涂抹上一層水泥漿、環氧膠泥或者是油漆、瀝青等。有時為了避免裂縫的進一步擴大，還需要在其表做出粘貼玻璃纖維布等防護措施。

（二）灌漿、嵌縫封堵法

灌漿法通常都是運用中對水工隧道整體穩定性造成一定影響的裂縫中，對有較高防滲要求混凝土裂縫也可以使用灌漿法進行修復。它主要是借助相關的壓力設備把膠結材料壓進入混凝土的裂縫當中，讓膠結材料與混凝土融為一體，從而起到封堵裂縫的效果。目前比較常見的膠結材料有水泥漿、環氧樹脂、甲基丙燃酸酯等。而嵌縫法主要是沿裂縫鑿槽，并在槽中嵌入相關的止水材料，例如：聚氯乙烯膠泥、丁基橡膠、聚合物水泥砂漿等。

（三）結構加固法

如果裂縫嚴重影響到了水工隧道襯砌混凝土結構的性能，則應該采用結構加固法對其進行有效的控制處理。目前比較常見的結構加固方式有：增大混凝土截面面積、構件角部外包型鋼、粘貼鋼板加固、增設支點加固等。

五、結語

總的來說，造成水工隧洞裂縫出現的原因有很多，其預防處理過程也相比較繁瑣，但只要根據實際的施工情況采取相應的預防措施和控制方法，就可以有效改變局面，避免裂縫的出現，將裂縫的水工隧洞工程的影響降到最低。

參考文獻：

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