文档介绍：隧道衬砌混凝土裂缝原因分析及修补工艺
隧道衬砌混凝土裂缝原因分析及修补工艺
中图分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:
1、概述
随着经济的发展,山岭地区新建铁路越来越多,隧道工程所占的比例也逐步增大。隧道二次衬砌施工普遍采用整体式钢模板台车、泵送混凝土施工工艺,但混凝土硬化过程中产生的裂缝不仅影响了美观,还给工程质量留下了隐患,极有可能造成通车后的渗漏水现象。
2、二衬混凝土裂缝的调查
在施工过程中,我们对隧道二衬混凝土进行了排查,通过对统计数据进行比较分析发现:
⑴、裂缝多发育在距洞口200米之内的范围内。
⑵、裂缝所处的二衬混凝土浇筑时间多在7~10月份,该段时间为高温、少雨季。
⑶、裂缝多属环向或者斜向裂缝。
⑷、按照裂缝发育部位统计:自仰拱施工缝处开始发育的占大多数。
⑸、-,深度在30-80mm之间。
3、裂缝原因分析
混凝土裂缝形成的原因非常复杂,往往是多种不利因素综合作用的结果,下面根据本标段隧道裂缝的特点进行分析。
⑴温度裂缝
多发生二衬混凝土表面或温差变化较大的地区的混凝土结构中。混凝土在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,从而使混凝土内部温度升高,尤其对混凝土内部和表面的散热条件不同,大量的水化热聚积混凝土内部而不易散发,导致内部温度上升,而混凝土表面散热快。较大的温差造成混凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土抗拉强度极限时,混凝土表面产生裂缝,这种裂缝多发生混凝土先、中期。
此外,外界气温、温度变化是产生裂缝的重要因素。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热的湿度叠加所组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系,外界气温越高,混凝土的浇筑温度也就会越高;如果外界温度降低则又会增加混凝土内外温度梯度。如果外面温度很高下降过快,会造成很大的温度拉应力,极易发生混凝土的裂缝。此外,外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响,外界的湿度降低会加速混凝土的干缩,或导致混凝土裂缝的产生。
本标段隧道二衬施工中,前200m内出现较多的裂纹,而200m后则没有裂纹。一般而言,气温对隧道内部的二衬结构影响较小,但是气温对洞口的二衬混凝土影响较大,特别是夏季施工衬砌混凝土温度较高,冬季施工衬砌混凝土温度较低,冷收缩较大,都有可能造成混凝土的开裂,因此要做好洞口衬砌混凝土的养生工作。
⑵干缩裂缝
混凝土在硬化过程中水分逐渐蒸发散失,使水泥石中的凝结胶体干燥收缩产生变形,由于受到围岩和模板的约束,变形产生应力,当应力值超过混凝土的抗拉强度时,就会出现干缩裂缝。
干缩裂缝多为表面性的,走向没有规律。影响混凝土干缩裂缝的因素主要有:水泥品种、用量及水灰比,骨料的大小和级配,外加剂品种和掺量。
⑶荷载变形裂缝
仰拱和边墙基础的虚碴未清理干净,仰拱新旧混凝土未凿毛,混凝土浇筑后,基底产生不均匀沉降;模板台车或堵头板没有固定牢固,以及过早脱模,或脱模时混凝土受到较大的外力撞击等都容易产生变形裂缝。
同时,由于红线要求,软弱围岩中二衬距掌子面距离较短,爆破距离过短,炸药在爆破时除了对掌子面岩层做功消耗一部分能量外,其余能量以波的形式向外传播,形成爆破震动波,对距离较近的二衬也