引水隧洞混凝土襯砌開裂及處置關鍵技術研究

張廣松

【摘要】在引水隧洞施工中，有諸多不可控制因素，很容易造成引水隧洞混凝土襯砌開裂，從而引起表面滲水，這一方面影響到引水隧洞的施工質量，同時還會留下極大的安全隱患，帶來安全事故。對此，下面結合工程實例，就引水隧洞混凝土襯砌開裂原因及處置技術進行全面分析。

【關鍵詞】引水隧洞；混凝土襯砌；開裂；處置

前言：

在我國水利水電工程中，引水隧洞是十分關鍵的項目，會對水利水電工程的發展及今后運作帶來全面影響。由于在引水隧洞施工中，受諸多因素的影響，會出現混凝土襯砌開裂的情況，造成表面滲水現象，甚至會造成鋼筋銹蝕，混凝土的耐久性受到影響，對工程質量帶來極大影響，同時也縮短了引水隧洞的使用壽命，而在處置過程中還會消耗大量的人力、財力、物力資源。對此，在實際中，必須針對混凝土襯砌開裂的成因，制定針對性處理措施，從而保證引水隧洞的安全使用。

1.工程概況

在某水利水電工程中，引水隧洞共4條，平均洞長16.67km，洞群沿線上覆巖體一般埋深1500m～2000m，最大埋深2500m，引水隧洞開挖斷面為馬蹄形，大部分斷面開挖直徑13m，襯砌厚度40～60cm，具有埋深大、洞線長、洞徑大的特點。本工程中引水隧洞混凝土襯砌施工環境比較惡劣，涉及到雜谷腦組大理巖（T2z）、三迭系下統綠泥石片巖和變質中細砂巖（T1）、三迭系上統砂板巖（T3），中部的白山組大理巖（T2b）及東部的鹽塘組大理巖（T2y）等地層，對施工的順利進行帶來影響。同時在施工中，受其他因素的影響，造成了引水隧洞混凝土襯砌裂縫的產生。由于引水隧洞穿越巖層地質，其結構比較復雜，支護方式也無法固定，隧洞壓力大、高埋深，洞線長，在施工中出現不同程度的裂縫。其帶來的危害主要有：裂縫的產生無法使得引水隧洞永久安全運行；裂縫的產生會出現新滲水通道，從而對發電量造成影響；形成裂縫后，會造成表面滲水，甚至會造成管涌，造成山體災害。為了保證引水隧洞的后期運行安全，必須對裂縫進行及時有效的處置。

2.引水隧洞混凝土襯砌開裂原因

在本工程中，造成引水隧洞混凝土襯砌開裂的主要原因在于：（1）水泥漿體收縮，在對引水隧洞混凝土襯砌工程進行施工的時候，在施工材料中水泥較為重要，主要存在于化學結合水、毛細水、物理吸附水等，由于水泥在施工中會逐漸出現硬化的情況，原有的水分失去，從而出現收縮的情況。此外，在進行水泥漿體施工時，會受到基礎巖石層面、骨料等的限制，降低水泥漿體抗拉力，最終出現引水隧洞混凝土襯砌開裂。（2）溫度裂縫，在施工過程中為滿足泵送要求，襯砌混凝土進行了數次配合比和外加劑摻量的調整，粉煤灰、外加劑摻量及砂率和用水量都有所增加，且泵送混凝土較其他普通混凝土坍落度大，一般按照坍落度的控制上限在控制，混凝土的水泥用量為260kg。根據監測結果來看，引水隧洞邊頂拱澆筑完成后達到最高溫度40～48℃，內外溫差達26～32℃。通過監測數據顯示，混凝土澆筑完后30h 左右溫度為最高，7～8d 內溫度下降較快，30d 左右降至正常溫度。從內外溫差分析，在混凝土內部和表面間形成溫度梯度而產生應力，當溫度應力超過混凝土的抗拉強度時就會產生溫度裂縫。

3.引水隧洞混凝土襯砌處置技術

3.1 表面修補技術

在處置引水隧洞混凝土襯砌開裂時，表面修補術是比較常見的一種技術，在結構穩定、結構承載力沒有受到大影響的混凝土襯砌開裂中有良好的適用性。在進行混凝土襯砌開裂修補時，可以通過水泥漿涂抹、環氧膠泥、混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料的方式進行修補。但是在進行混凝土襯砌開裂表面修補中，需要對其表面進行全方位清理，嚴禁雜物的存在，避免雜物對修補質量帶來影響，確保表面結構的密集度符合相關要求。此外，在進行引水隧洞混凝土襯砌開裂修補時，對于一些特殊的地位，可以通過表面粘貼玻璃纖維布，降低施工安全事故。

3.2 灌漿封堵處理技術

在引水隧洞混凝土襯砌開裂處置中，如果需要開展防滲修補工作，且結構整體性良好，可以采用灌漿封堵處理技術。在進行施工時，可以利用相應的壓力設備，將修補材料壓入混凝土裂縫中，然后經過硬化處理，使得修補材料、引水隧洞混凝土襯砌形成一個整體，從而達到鞏固結構的目的。采用灌漿封堵處理技術時，需要對所使用的修補材料進行全面確定，如甲基丙烯酸酯、水泥漿、聚氨酯、環氧樹脂等，從而提高結構的承載力。此外，對于裂縫鑿槽，可以采用嵌縫封堵技術，其主要材料有塑料油膏、丁基橡膠、聚氯乙烯膠泥等。

3.3 施工材料調制技術

在施工過程中，由于晝夜溫度相差比較大，所以在進行引水隧洞混凝土襯砌開裂處理時，需要加強對這方面的重視，特別是對施工材料進行適宜的調配。進行施工材料調配，需要結合現場的具體情況，科學確定施工材料配比，并對其進行嚴格控制，同時在進行施工材料調制時，可以適當的添加一些添加劑，但是要控制好劑量，確保引水隧洞混凝土襯砌結構的抗拉力符合相關規定。此外，在進行引水隧洞混凝土襯砌開裂處置時，還需要對溫度進行充分考慮，避免溫度偏差引起施工材料配比偏差，從而造成施工質量差。在本工程中，由于施工環境比較惡劣，加上施工失誤，從而出現變形、沉降等現象，對此，在施工中為了有效提高工程質量，可以在修補中添加相應的添加劑，并針對溫度變化，適當的調整施工材料比例，從而確保引水隧洞混凝土襯砌的質量符合相關規定。

4.總結

在引水隧洞施工中，受各種因素的影響，很容易出現混凝土襯砌開裂的情況，這不僅影響到襯砌外觀質量，同時也對工程安全留下一定隱患。因此，在實際中，為了確保工程的施工效益，必須對引起混凝土襯砌開裂的原因進行分析，并進行針對性處置，從而為工程的安全運行提供保障。

參考文獻：

[1]王晨輝.引水隧洞混凝土襯砌開裂及處置關鍵技術研究[J].水能經濟，2017（4）：221-222.

[2]游志純，劉婷，翟曉斌.淺談引水隧洞混凝土襯砌裂縫及結構安全分析[J].四川水力發電，2017，36（2）：83-85.

[3]孟麗娟，鄭亞平， 夏世法，等.超長引水隧洞混凝土襯砌管片裂縫處理施工工藝[J].中國建筑防水，2015（4）：16-19.

[4]高山.引水隧洞混凝土襯砌施工缺陷分析及處理方法[J].城市建筑 ， 2016（32）：65-66.