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隧道衬砌混凝土裂缝的成因与防治

2023-02-14 来源:九壹网
民营科技 2010年第8期 市政与路桥 隧道衬砌混凝土裂缝的成因与防治 赵忠洋 (中铁十九局第二工程有限公司哈大项目部,辽宁辽阳l11000) 摘要:在山岭隧道施工中,二次衬砌混凝土裂缝成为带有一定普遍性的质量问题。针对混凝土裂缝产生的原因,提出裂缝的预防和治理方法, 对提高混凝土衬砌施工水平有借鉴意义。 关键词:隧道;混凝土;裂缝 1 裂缝的类型 环氧树脂水泥砂浆锚固,用灰刀将砂浆压实抹光。环氧树脂砂浆配比, 隧道衬砌混凝土裂缝类型主要有:干缩裂缝、温度裂缝、外茼载 环氧树脂:水泥:细砂:乙二胺:二丁酯=l:1.6:3.2:0.1:0.12,其中乙二胺是固 作用产生的变形裂缝、施工缝处理不当引起的接茬缝等。 化剂,二丁酯是稀释剂。待环氧树脂砂浆有一定的强度后,以0.15 ̄ 】.】干缩裂缝0.2MPa压力压入水泥一水玻璃浆液或环氧树脂浆液。压浆结束后在 混凝土在硬化过程中水分蒸发散失,使水泥中的凝结胶体干燥收 0.2MPa压力下 水检查压浆效果。裂缝表面用刮抹料和调色料处理。 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 33密集裂缝 超过混凝土的抗拉强度时,就会出现干缩裂缝。 衬砌背后有空洞或衬砌厚度不足引起的密集裂缝,必须进行防水 1.2温度裂缝 和地层加固处理。沿裂缝两侧每隔1.2~1.5m交错布点,凿成10cmx 水泥水化过程中产生大量的热量,在混凝土内部和表面问形成温 10cm大小深5cm的方槽,用风动凿岩机钻孔,孑L深3m,安装WDT25 度梯度而产生应力,当温度应力超过混凝土内外的约束力时,就会产 中空注浆锚杆,注入水泥砂浆,灰砂比1:(3~5),水灰比1:1,施工 生温度裂缝。裂缝宽度冬季较宽,夏季较窄。 时由下往上逐级注浆,注浆压力以0.4~0.6MPa为宜。注浆结束后,另 1.3荷载变形裂缝 凿新孔存0.6—1.0MPa压力下压人纯水泥浆检查注浆效果,当达到规定 仰拱和边墙基础的虚碴未清理干净,混凝土浇筑后,基底产生不 压力而砂浆压不进时,即认为已经往满。注浆24h后安装锚杆垫板, 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 用环氧树脂砂浆抹平方槽,表面用刮抹料和调色料处理。 时混凝土受到较大的外力撞击等都容易产生变形裂缝。 4预防或缓解混凝土裂缝的措施 1.4施工缝(接茬缝) 4.1提高设计精度 施工过程中由于停电、机械故障等原因迫使混凝土浇筑中断时间 加强工程前期地质工作,为设计提供详尽的工程地质、水文地质 超过混凝土的初凝时间,继续浇筑混凝土时,原有的混凝土基础表面 勘探资料,提高设计的质量。 没有进行凿毛处理,或者凿毛后没有用水冲洗干净,也没有铺水泥砂4.2把好材料进场关,严格控制原材料的质量和技术标准 浆垫层,就在原混凝土表面浇筑混凝土,致使新旧混凝土接茬问出现 1)水泥:施工现场多使用普通硅酸盐水泥。不同品牌、不同规 裂缝。 格、不同批次的水泥不能混用。2)碎石:根据泵送管路的内径,尽可 2裂缝形成的原因分析 能选用较大粒径的碎石。粒径以5 ̄31.5mm为宜。3)砂:采用级配良 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 好的中砂,细度模数应为3.0~2.3,粒径小于0.315mm的颗粒含量所占 的结果。 比例宜为15%~20%,严格控制含泥量在3%以内。为方便混凝土的运 2.1设计粗糙 输、泵送和浇筑,砂率取35%~45%。4)水:最好选用饮用水。水灰 由于多方面的原因,勘察设计单位无法深入地开展地质勘探工作, 比越大,混凝土的干燥收缩越大。严格控制泵送混凝土的用水量是减 隧道围岩类别评价及支护结构设计缺乏科学依据,带有一定的肓日性。 少裂缝的根本措施。施工中水灰比在0.45~0.55之间,混凝土入泵塌落 2.2施工工艺或现场操作不规范 度控制在(12_+2)CII1。5)掺合料:推广掺加粉煤灰和膨胀剂的双掺 1)隧道开挖成型差,衬砌混凝土厚度不均匀;欠挖或初期支护侵 技术,等量替代水泥,以减少水泥用量。对强度等级C25以下的混凝 界,造成衬砌混凝土厚度不足。2)未开展监控量测工作,仅凭经验来 土,粉煤灰掺量一般为水泥州量的10%~15%,膨胀剂掺量为水泥用量 确定二次衬砌的施作时间。3)混凝土生产时原材料计量误差大。4) 的8% 12%,具体掺量需经试验确定。a.粉煤灰比表面积小,需水量 混凝土浇筑时不振捣或漏振,过振,混凝土均质性差。5)盲目追求施 低,不仅能有效降低混凝土的干燥收缩值,还可以改善混凝土的流动 工进度,破坏了混凝土结构。脱模后没有进行混凝土的养护。6)夏季 性、粘聚性和保水性 在水泥中掺人原状或磨细粉煤灰后,可以降低 施工时混凝土人模温度高。冬期施工时采取的防寒保温措施不力。 混凝土中水泥的水化热,推迟水化热峰值的出现,减少绝热条件下的 2.3原材料质量差、配合比设计不合理 温升,有利于控制温度裂缝的产生。b.掺加适量的膨胀剂可以补偿混 1)水泥品种选择不当;碎石、砂级配差,影响了水泥与骨料的胶 凝土的收缩,增加密实度,提高混凝土防渗抗裂能力。6)外加剂:高 结。2)进行配合比设计时,忽视水泥用量对混凝土品质的影响。 效减水剂能够有效减少拌合用水,降低水化热,延缓水化热释放速度, 3混凝土裂缝的治理 从而减少温度裂缝,但掺量过多,会引起混凝土的肿胀和开裂。施工 3.1细微裂缝 时必须慎重选择外加剂的品种和掺量。 隧道衬砌混凝土表面常出现一些没有扩展性的细微裂缝,这种裂4.3严格混凝土施工丁艺 缝是稳定的,一般可自愈,不会影响结构的使用和耐久性。 1)提高钻眼技术水平,优化钻爆参数,加强隧道开挖断面检测, 从美观考虑,可先清洗干净裂缝表面,然后涂刷环氧树脂浆液二 严格控制超欠挖,为衬砌施工创造良好的条件。2)二次衬砌施作时 至三遍,最后用刮抹料、调色料处理混凝土表面,使其颜色与周围衬 间,应在同岩和初期支护变形基本稳定时进行。当围岩变形较大、流 砌混凝土颜色一致。环氧树脂浆液配比,环氧树脂:501稀释剂:二 变特性明显,需提前进行二次衬砌时,必须对初期支护或衬砌结构进 甲苯:乙二胺=1:0.2:0.35:0.08。刮抹料配比,水泥:细砂:水=l: 行加强。3)混凝土的拌合:a.严格按施工配料单计量,定期检查校正 2:O.35 调色料配比,水泥:白水泥:107胶=5:3:1。施工时应经 计量装置。加强砂石料含水率检测,及时调整拌合用水量。b.控制混 试验确定。 凝土的人模温度。4)混凝土的灌注:a.混凝土在运输和泵送过程中严 3.2贯通性裂缝 禁加水。b.适当放慢灌注速度,两侧边墙对称分层灌注,到墙、拱交 贯通性裂缝的危害较大,必须采取有效的治理方法。沿裂缝方向 界处停1~1.5h,待边墙混凝土下沉稳定后,再灌注拱部混凝土。c.混 凿成宽5cm、深3cm的V形槽,在槽内骑缝每隔0.5m钻一孔,孔深为 凝土灌注过程中必须振捣均匀。5)混凝土的脱模、养护:a.混凝土拆 衬砌厚度的1/2或2/3,一般不少于15cm,并不得穿透衬砌以防跑浆。 模时的强度必须符合设计或规范要求,严禁提前脱模,脱模时不得损 用清水冲洗干净槽内的杂物及粉尘,在 L内插人 10的压浆管,利用 伤混凝土。b.建议使用喷涂混凝土养护液的方法进行养护。 

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