水工隧洞襯砌混凝土裂縫的防治及處理

劉旸

摘 要：對于水工地下隧洞襯砌施工過程中，裂縫是極為普遍的問題，會導致整體構造不一致，影響原有的強度，大大減少了混凝土抵抗滲透的作用，使隧洞發揮不出原有的效果。所以要研究怎樣才能起到預防和管理方法，從而達到隧洞設計理念的全面發展。文章重點講述水工隧洞襯砌混凝土出現縫隙的原由，提出裂縫產生原因以及出現縫隙的補救辦法。

關鍵詞：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

水工隧洞襯砌混凝土裂縫主要分為：細小的表層裂縫和貫穿性的有危害裂縫。

1.1.1 細微的表面裂縫

布滿在混凝土表層、裂縫的縫隙不大常常屬于表面細小的裂縫，這種裂縫大體看是沒有什么規律性可言的，出現時也不是僅出現一條；裂縫的縫隙間距非常小，只有1毫米或者不足1毫米；開裂的長度很小，大都體現出閉合、輕微張開。實際上，出現這樣的裂縫時不用擔心滲漏問題，它對混凝土的整體結構的穩定性并不會影響，它只能影響結構的持久性，如果鋼筋被銹跡腐蝕，那么混凝土的抗凍性能會迅速降低，其結果是結構被破壞掉。

1.1.2 貫穿性有害裂縫

貫穿性的裂縫會貫穿整體構造，體現在隧洞襯砌混凝土上時大多都是裂縫的條數單一，長度較廣，可貫穿整個結構斷面，且形態是張開的，裂縫的間距一般是1至5毫米，更為嚴重的是有時可以達到20毫米。裂縫的出現會蔓延整個通道，隧洞就會發生滲漏，如果不抓緊解決這個問題，那么會導致局部土體隆起，顆粒群同時移動流失和圍巖淘刷的現象。這種裂縫能造成結構軟弱，影響其穩定性和持久性。

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

絕大多數水工隧洞施工時是在較深的地層，水泥水化后使里面的溫度逐步且明顯的提高，就算是在冬天施工，隧洞里的溫度也不低，水分的蒸發使氣體和液體遇冷凝結，而施工人員在工作時，只是單對混凝土表面維護，沒有對混凝土內在散熱和施工場地差異所出現的溫度收縮裂縫進行處理。伸縮裂縫的出現率很高，它會影響整個工程的性能。

1.2.2 外部應力效應形成的裂縫

水工隧洞、引水洞、導流洞的施工時間都比較緊迫，而且絕大多數要挖成洞的要求都很高，想讓襯砌混凝土達標很難；再加上施工作業的環境限定，混凝土澆筑和保養時也不到位，釀成了混凝土達不到預期的使用年限。開挖支護作業通常是距離較短來回實行的，要是圍巖種類分辨不清，又選擇了不對的鋼筋支護，這樣會造成圍巖承受力差，出現多次重分布和毛洞變形，并且由于外部力量而使混凝土出現裂縫，這樣的裂縫特別顯眼，它的破壞力也非常嚴重。

1.2.3 結構裂縫

水工隧洞的地質、水文、地質情況決定了它的多變性，想要徹底的搞懂有很大的難度，在施工之前，沒有對地質、地形、水的變化運動做好充分的了解時，設計人員只能根據有限的資料來完成設計，根本不清楚工地土地本身性質變換，從而使設計和施工現場的情況不符。這樣本就不相符的構造出現裂痕，不過裂痕機理較為理想，所以可控性很高，容易改變。

2 水工隧洞襯砌混凝土裂縫的預防

水工隧洞襯砌混凝土對于裂縫的補救工藝和堵漏措施很繁瑣，而且費用很大，還會使混凝土的表面質量變差，所以，一定要在施工時加以防范。

2.1 優化混凝土配合比

為了使干燥和溫度所產生的裂縫降低，選料時應注意購買質量好的混凝土，并且要進行多次配比，最終決定出最適合的方案。并且，選擇上等粉煤灰和復合型效用高的減水劑，水泥使用量越少越好，改變混凝土的和易性，降低混凝土水化熱和干縮。

2.2 加強圍巖變形監測

要對圍巖變形進行仔細控制，來防止混凝土因為圍巖所承受的附加力產生裂痕，計算解析相關內容，就能夠推斷出圍巖能否順利完成收斂變形，按要求準確襯砌時間，如此可以減少在圍巖收縮變形時進行混凝土襯砌，大大防治了裂痕的發生。

2.3 確保倉面無滲水干擾

為了不讓地下水流入混凝土澆筑倉面，隧洞襯砌混凝土實施起來通常是根據以疏排滲透地下水的辦法進行主要的防御措施。根據各種狀況的不同，來選擇解決辦法，比如說成股滲出的地下水，使用排水管排出隧洞的方法，就能夠解決滲水留倉的危險。

2.4 合理確定施工工藝

判斷出合理的施工工藝，從混凝土澆筑的攪拌、搬運、入倉、振搗達到全過程、全方位的監督檢驗，預防混凝土拌合物攪拌時間不足、不均勻、振搗不密實等問題，保證混凝土的本質。

3 水工隧洞襯砌混凝土裂縫處理

水工隧洞襯砌混凝土會出現開裂的情況，能夠使結構的硬度和整體度不夠完美，也能使抵抗滲水的作用變差，發生混泥土中的鋼筋生銹，混凝土碳化，從而使隧洞不能發揮正常效用。所以我們要根據情況而定，對出現的裂縫進行解決，來達到工程要求。

3.1 裂縫處理的方法

針對混凝土那些有危害的裂縫，用前面所說的高滲透改性環氧漿材應用時，它的范圍較小，如今國家的發展與時俱進，科技成果突飛猛進，對于當下隧洞襯砌混凝土裂縫的處理提出了一些觀點，需使用的環氧漿材要具有環保、延緩老化、適宜溫度裂縫重復張合的彈性改性的效果。想要把裂縫粘合起來的要點是開槽埋管法、打斜孔埋管法和無損貼嘴法，其利與弊如表1所示。

3.2 選擇處理漿材

在購買灌漿材料時，應當注意材料的可灌性和長久性。隧洞襯砌混凝土出現的裂縫一般縫隙不大，但對外部水的張合力很大，漿液不容易裝進去，所以想要讓漿材填補性大，又要防止滲透，就要使用那種滲透力強彈性改性的環氧漿材，常見的有lpl、cw和eaa等高滲透改性環氧漿材。

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一般要經過注漿嘴加工、打磨、沖洗、裂縫描述、貼嘴、封縫、壓風檢查、灌漿、注漿嘴清除以及質量安全檢查等過程。在外徑為6mm、長度大于6cm的銅管一端焊上邊長為3～4cm、厚度為1.5mm左右的方形鐵片，鐵片中間開直徑等于銅管外徑的進漿孔，鐵片四周鉆排列整齊的小孔；采用砂輪機沿裂縫的兩邊各打磨20cm的寬度，除去混凝土上面的雜質，來預防注漿嘴的粘貼及封縫效果；用高壓沖毛機沿裂縫開口向兩邊沖洗；用刻度放大鏡測量裂縫寬度，并進行詳細描述；依據裂縫描述進行注漿嘴的布置；貼嘴3h后用堵漏靈膠泥將滲水縫口封堵住；封縫完成并養護2h后即可進行壓風檢查各孔的貫通情況；采用多點同步灌注方式推進；灌漿結束48h后鏟除注漿嘴；灌漿結束7d后進行灌后質量檢查。

3.3.2 局部滲水處理

通過復灌后還是出現滲水的部位要用嵌縫措施——開50毫米×50毫米的卡槽，然后使水管在卡槽內牽引出來，將水排放出去，對卡槽表面處理干凈。嵌縫后再在表面粘貼寬150mm玻璃絲布防滲，必要時延伸1.0m左右，待丙乳砂漿封閉7d后再封閉引水管孔。

4 結束語

盡管隧道襯砌混凝土的開裂問題解決起來有些繁瑣，但是，我們如果按照現實需要來進行選擇，出現縫隙的情況就會有所改變，從而預防裂縫出現。