关于隧道裂缝的形成与处理施工技术之分析

关于隧道裂缝的形成与处理施工技术之分析

摘要：随着国民经济的发展，市政建设中隧道工程所占的比例逐步增大。而隧道中裂缝的产生不可避免，其因很多，有高边坡导致偏压的、有地层加固不及时造成的、有隧道二次衬砌时采用整体式钢模板台车、泵送混凝土施工工艺时混凝土硬化过程中产生的等等。裂缝不仅影响了美观，还给工程质量留下了隐患。行车安全事故不断发生,不仅影响交通运行,甚至威胁人身安全,故隧道病害引起了人们的高度重视。以下就浅论常见裂缝的形成与处理的施工技术。

关键词：隧道 裂缝 形成 处理 技术

Abstract: Along with the development of national economy, the municipal construction tunnel project of proportion of increasing. And in a tunnel, the cracking of the inevitable, cause a lot of, have high slope lead to bias, have not timely reinforcement caused by the strata, tunnel when the second lining adopt and steel template pallet, pumping concrete construction technology of the hardened when generated by the process and so on. Crack not only affects the beautiful, back to the engineering quality left hidden trouble. Train operation safety accidents have occurred, influence not only of traffic and even threatened the personal safety, the tunnel damages caused the people are highly valued. The following is shallow theory of common cracks formation and processing of construction technology.

Key Words: tunnel, crack, formation, processing, technology

1裂缝的形成

隧道裂缝的形成和开展是一个时间过程。隧道裂缝一般开始都是少而分散，随着时间的推移逐渐恶化。这表明隧道裂缝的形成和发展与周围的围岩变形、松弛、剥落有关，裂缝的形成和开展以及闭合都是随时间而不断发展变化的。并且裂缝的产生与施工技术有着极大的关系，其中包括掘进方式的选择、混凝土抖捣、水灰比的确定、拆模、拱背回填、养护等。拆模过早，混凝土还没有达到设计强度，就开始受力，从而使混凝土产生裂缝；特别是拱顶回填不密实，则顶部压力分散作用在两侧拱腰部位，拱部出现“马鞍形”荷载的地压分布形式，这与原始设计大不一样，从而造成拱腰开裂，拱顶受压开裂、剥落。地层的偏压和隧道建成后围岩的扰动等也是产生裂缝的原因之一，同时混凝土本身的干缩与冷缩也是产生裂缝的重要原因。

2处理原则

根据裂缝的成因和部位、宽度、深度等具体情况，对裂缝处理采用以下原则：

1）以“封缝胶封缝、低压灌浆封缝为主，结合碳纤维补强封缝，并同时处理个别渗漏水”为处理总准则。

2）不同缝宽采取不同处理方法，拱部裂缝是整治的重点。

3）选取最合适的封缝材料，尽量杜绝裂缝对混凝土使用耐久性等方面的损害。

4）采用成熟、可靠的技术和施工工艺，施工操作简单、实效。

3 裂缝处理方法

2.1 对隧道0.3mm-2.0mm裂缝进行化学灌缝加固处理

1）清理裂缝表面，使用干燥无油的压缩空气清除裂缝内部的粉尘、浮渣。

2）使用封口胶在裂缝两侧的混凝土表面上每隔一定距离（见表1）粘结固定一注射筒的底座，并同时沿裂缝的全长进行封缝。

3）待封口胶固化后，即可进行注胶操作。

4）利用专用注射器将低粘度的裂缝修补胶液以低压注入裂缝腔内并保持低压力。

5）待注入裂缝的胶液固化后，撤去注射筒，卸下其底座，必要时用砂轮磨平混凝土表面。

6）应对其表面进行养护，最好覆盖一层塑料薄膜。

2.2 对隧道2.0mm以上及交叉的裂缝进行加固处理

对隧道2.0mm以上及交叉的裂缝进行化学灌缝后再进行碳纤维粘贴加固处理。

1）混凝土表面处理；将衬砌装修层和松动部分彻底清除后打磨，表面平整度要达到5mm/m2，然后用找平胶修补，若被补强的混凝土存在裂缝或渗漏水，应先进行裂缝修补或渗漏水处理后在行进补强。将混凝土表面用丙酮或酒精擦拭干净并保持干燥。

2）涂刷底胶。①按一定比例将主剂与固化胶先后置于容器中，用搅拌器拌均匀，根据现场实际气温决定用量，宾更严格控制使用时间，每次配制的胶液应在胶的适用期内一次

用完。②用滚桶刷或毛刷将胶均匀涂抹于混凝土构件表面，厚度不超过0.4mm，并不得漏刷或有流淌、气泡，等胶固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2小时），在进行下一道工序。

3）用整平胶料找平。①混凝土表面凹陷部位应用刮刀嵌刮整平胶料修补填平，模板接头等出现高度差的部分应用整平胶料填补，尽量减少高差。②转角的处理，应用整平胶料将其修补为光滑的圆弧，半径不小于20mm。③整平胶料须固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2小时），方可在进行下一道工序。

4）粘结碳纤维布。①按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，除非特殊要求，碳纤维布长度应在3m以内。②配置、搅拌粘贴胶料，然后用滚筒刷均匀涂抹于所粘贴部位，在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。③用特制光滑滚子在碳纤维布表面沿同一方向反复滚压至胶料渗出碳纤维布外表面，以去除气泡，使碳纤维充分浸润胶料。④在碳纤维布的外表面均匀涂抹一层粘贴胶料。⑤按步骤在粘贴碳纤维布一层。⑥表面防护按原设计要求粉刷涂料，并应与周围涂料颜色统一，以利美观，

5）施工构造要求。①碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm。②碳纤维布的端部在必要时应采取响应的附加措施，如采取钢板固定等。③粘贴碳纤维布应尽量避开障碍物，如遇无法清除障碍物而需截断时，在截断部位要予以适当处理，具体措施应视不同情况而定。

6）施工温度要求。施工现场的气温影响施工的重要因素、根据工艺要求，现场气温应大于等于5℃。如果气温低于5℃，应使用适用于低温的特殊胶种或采取其他加温处理措施，如气温长时间低于5℃，应暂停施工。

7）工程验收。①工程验收时必须有碳纤维及其配套胶料厂家所提供的材料检验证明。②每一道工序结束后均应按工艺要求进行检验，作好相关的验收纪录，如出现质量问题，应立即返工。③施工结束后的现场验收以评定碳纤维布与混凝土之间的粘结质量为主。用小锤的等工具轻轻敲击碳纤维布表面，以回声来判断粘结效果，如出现空鼓等粘贴不密实现象。应采取针管注胶的方法进行补救。若粘结面积小于90％。则判定为粘结无效，需重新施工。

4 对隧道0.3mm以下直接进行封缝处理

1）首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛，清除表面附着物。

2）然后用环氧树脂浆（基本性能指标如表2）充填混凝土表面，利用裂缝毛细作用吸收修补胶液，封闭裂缝。

3）再用修补材料涂覆表面直至与原结构表面平整。

5 点、线型渗漏作引水处理

1）表面清洗。对整个隧道表面用高压水进行清洗和清理工作，直至清晰地露出裂缝为止，为下一个工序作好准备。

2）凿槽。沿渗漏水裂缝或施工缝骑缝凿“梯型”槽，槽的宽度和深度取决于渗漏水的流量，一般槽口宽约10cm、底部宽6cm、深约10cm；所凿的槽要延伸至人行道面以下25cm处，以保证水能被顺畅排走，并不至于因毛细管作用，致使水沿抹面砂浆攀升至水沟盖板以上，影响美观。

3）做引水空腔。根据具体情况埋设专用引水材料或拉引水空腔，将环形裂缝之间其余的渗漏裂缝和渗漏点引入至主引水道；在每一条环行裂缝两端把水引入两边排水沟，以形成引水网络系统。

4）封缝。在严格清洗槽内混凝土表面的基础上，再用半圆管PVC管盖住槽中施工缝，然后采用堵漏宝封住两边；固定PVC管，堵住两边的空隙。

5）嵌涂柔性防水材料。在封缝之后嵌上遇水膨胀嵌缝胶，以适应缝的变形及热胀冷缩，达到永久防水的目的。

6）在遇水膨胀嵌缝胶外面压上堵漏宝进行封闭，然后压实抹平，加强表面防渗能力。

7）养护：一周时间内，定期喷洒雾化水养护。

6结束语

隧道裂缝的产生原因是复杂多变而且是多方面因素相互关联所造成的，而隧道裂缝的处理是一项综合性很强的施工技术，它必须需要现场施工技术人员根据隧道的具体情况及进度调整施工方案对症下药，成熟的先进的工艺和新型材料的把握是治理的关键。除了施工和技术方面的因素外，加强管理也是一个至关重要的因素。同时建议有关单位对隧道裂缝治理方法作进一步研究，以制定统一的治理隧道裂缝病害的施工标准。

参考文献

[1]潘洪科.公路隧道偏压效应与衬砌裂缝的研究.岩石力学与工程学报,2005,18.

[2]朱汉华,尚岳全,等.公路隧道设计与施工新法[M].北京:人民交通出版社,2002.

[3]全国基岩与混凝土裂缝化学灌浆处理学术研讨会论文集,中国科学院广州化学研究所主办,广州化学,2002,Vol.27.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。