陳良杰

（中交第四公路工程局有限公司 北京 100022）

二襯混凝土表面裂紋是隧道施工中常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，其不僅會(huì)降低二次混凝用的抗?jié)B能力，同時(shí)還會(huì)影響二襯的應(yīng)用功能發(fā)揮，會(huì)使工程的整體的耐久性降低，從而大大影響隧道二襯施工質(zhì)量，因此，采取有效措施解決隧道二襯混凝土表面裂紋問(wèn)題十分有必要[1]。文章對(duì)隧道二襯混凝土表面裂紋防治進(jìn)行探究，以此為保障隧道二襯混凝土穩(wěn)定、持久性奠定基礎(chǔ)。

1 二襯裂縫產(chǎn)生的原因分析

（1）地質(zhì)環(huán)境影響

地質(zhì)環(huán)境與隧道工程受力結(jié)構(gòu)有著密切聯(lián)系，隧道施工過(guò)程中，地質(zhì)環(huán)境因素會(huì)給隧道原有的巖體內(nèi)力帶來(lái)不良影響，如果這種內(nèi)力變化達(dá)到二襯混凝土自身無(wú)法承受的應(yīng)力時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致二襯混凝土表面出現(xiàn)微小的裂縫[2]。

（2）施工進(jìn)度的影響

為了保證隧道施工的安全性，隧道二襯緊跟掌子面施工，使圍巖收斂在還沒(méi)有穩(wěn)定的情況下就展開(kāi)二襯混凝土的澆筑，這樣會(huì)使圍巖后期沉降、應(yīng)力釋放，極易造成二襯混凝土表面出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象。

（3）水泥材料的影響

在隧道二襯混凝土施工中，由于水泥材料質(zhì)量不符合實(shí)際需求、混凝土的摻料水泥過(guò)細(xì)、水化反應(yīng)快等因素，在施工后期將會(huì)降低混凝土后期的強(qiáng)度，出現(xiàn)微小裂縫的現(xiàn)象[3]。

（4）光爆質(zhì)量影響

在隧道工程施工當(dāng)中，將光面爆破開(kāi)挖技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際中，將給隧道初期支護(hù)強(qiáng)度帶來(lái)不良影響。如果光面爆破效果沒(méi)有控制到位，會(huì)導(dǎo)致開(kāi)挖斷面環(huán)向軸線(xiàn)無(wú)法協(xié)調(diào)圍巖壓力拱軸線(xiàn)，由此降低圍巖自穩(wěn)能力，無(wú)法保障其表面平順，給初期支護(hù)穩(wěn)定性帶來(lái)一定影響，由此造成二襯混凝土表面產(chǎn)生裂紋。

（5）爆破振動(dòng)影響

隧道施工中的爆破發(fā)揮重要作用，然而在爆破開(kāi)挖過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，其將直接影響周?chē)鷩鷰r的穩(wěn)定性，如果周邊圍巖的沉降收斂變形在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有穩(wěn)定，會(huì)使二襯混凝土的外部壓力變大，由此導(dǎo)致二襯混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

（6）拆模時(shí)間的影響

二襯混凝土施工過(guò)程中，施工人員只是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)確定拆模時(shí)間，而在實(shí)際中，每次澆筑的溫度與濕度存在差異，而隨意的拆模將會(huì)導(dǎo)致二襯拆模時(shí)間不科學(xué)。由于二襯混凝土拆模時(shí)強(qiáng)度沒(méi)有達(dá)到實(shí)際要求，使二襯混凝土的應(yīng)力無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際施工要求，由此造成二襯混凝土產(chǎn)生裂縫。

（7）混凝土養(yǎng)護(hù)的影響

隧道二襯施工中，沒(méi)有將養(yǎng)護(hù)工作落實(shí)到位，有的隧道沒(méi)有采取有效措施展開(kāi)養(yǎng)護(hù)，由此導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生裂紋的現(xiàn)象。

（8）環(huán)境溫差的影響

在氣溫急劇變化或者晝夜溫差較大的情況下，二襯混凝土極易受到環(huán)境溫差因素的影響而產(chǎn)生內(nèi)部裂縫，由此導(dǎo)致二襯混凝土表面出現(xiàn)裂紋。

（9）水灰比的影響

在實(shí)際泵送施工中，要求保證混凝土水灰比，如果二襯混凝土水灰比較大，將使混凝土凝固成型時(shí)的內(nèi)部收縮應(yīng)力增大，由此產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。

（10）施工振搗的影響

在施工的振搗環(huán)節(jié)，由于個(gè)別部位不充分的振搗，造成混凝土的密實(shí)度無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需求，由此降低了這部分的強(qiáng)度與應(yīng)力承受能力，最終使二襯混凝土出現(xiàn)裂縫。

（11）施工縫設(shè)置的影響

在隧道施工當(dāng)中，將仰拱填充、矮邊墻、二襯的環(huán)向施工縫的設(shè)置為錯(cuò)開(kāi)狀態(tài)，沒(méi)有將三者設(shè)置為同一環(huán)，由此使仰拱填充、矮邊墻、二襯難以實(shí)現(xiàn)同時(shí)沉降，極易導(dǎo)致二襯混凝土表面產(chǎn)生裂紋。

（12）沉降縫設(shè)置的影響

在隧道工程施工中，有的地段沒(méi)有按照設(shè)計(jì)要求展開(kāi)，在圍巖級(jí)別變化處設(shè)置沉降縫，使圍巖級(jí)別變化處因不同的支護(hù)結(jié)構(gòu)而造成沉降不均勻的現(xiàn)象，最終使二襯混凝土產(chǎn)生裂縫。

（13）施工工藝不當(dāng)?shù)挠绊?/p>

在施工中，施工人員采取的施工工藝不當(dāng)也是導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫的原因之一，由此出現(xiàn)隧道回填不理想、隧道拱頂巖石破碎等問(wèn)題，最終造成隧道二襯混凝土表面產(chǎn)生裂紋。

2 二襯裂縫的防治措施

二襯混凝土裂縫一般是由多種因素綜合作用而產(chǎn)生的結(jié)果，因此，在施工中應(yīng)當(dāng)考慮到各個(gè)方面，采取有效措施進(jìn)行防治。

2.1 施工縫對(duì)齊控制

為了防止二襯混凝土產(chǎn)生裂縫，應(yīng)當(dāng)保證仰拱施工縫與二襯施工縫的相對(duì)應(yīng)，需提前安排仰拱施工縫留置，以此使二襯施工縫與仰拱小邊墻保持一致。

2.2 仰拱沉降觀察

（1）在進(jìn)行仰拱與混凝土澆筑之前，應(yīng)當(dāng)將高壓水與高壓風(fēng)應(yīng)用實(shí)際中，清理基地虛碴，對(duì)于有水的地段，應(yīng)當(dāng)設(shè)置集水坑，需要注意的是，集水坑水位應(yīng)處于仰拱地面的下端，使?jié)仓装迮c仰拱的作業(yè)在基地?zé)o積水無(wú)虛碴的情況下展開(kāi)，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把關(guān)施工質(zhì)量。

（2）選定試驗(yàn)段。隧道施工過(guò)程中的選定試驗(yàn)段時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同隧道不同圍巖進(jìn)行選定；完成仰拱澆筑作業(yè)后，應(yīng)當(dāng)在填充表面進(jìn)行沉降測(cè)點(diǎn)的設(shè)置，施工人員應(yīng)每天做好觀察記錄；在進(jìn)行下一道工序施工時(shí)，應(yīng)保證仰拱沉降的穩(wěn)定性。

2.3 改進(jìn)襯砌澆筑工藝

（1）將混凝土投料布料的方式進(jìn)行改進(jìn)：每澆筑層在中間及兩端3個(gè)投料孔均勻投料，每車(chē)混凝土左右側(cè)各投1/2，在澆筑過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)實(shí)施對(duì)稱(chēng)澆筑，并將振搗工作落實(shí)好。另外，在振搗過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)加固端頭模板，對(duì)附著式振搗器的位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使端頭模板周?chē)幕炷琳駬v質(zhì)量得到提高。

（2）在脫模過(guò)程中，應(yīng)保證二襯脫?；炷翉?qiáng)度，完成脫模作業(yè)后，應(yīng)當(dāng)采取有效措施進(jìn)行混凝土的養(yǎng)護(hù)，一般采用灑水養(yǎng)護(hù)的方式，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為5d左右，需要保證水與混凝土溫差在15℃以下，且需要使混凝土表面達(dá)到潮濕的效果。

2.4 原材料質(zhì)量的控制

（1）控制水泥比，在施工中應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行水泥比的檢驗(yàn)，當(dāng)每車(chē)次水泥進(jìn)入施工場(chǎng)地后，應(yīng)對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，只有使其達(dá)到實(shí)際需求的情況下才可卸車(chē)，且需要保證其余各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）應(yīng)當(dāng)保證減水劑的原廠(chǎng)生產(chǎn)，使其符合出廠(chǎng)檢驗(yàn)合格產(chǎn)品的需求。檢驗(yàn)人員應(yīng)當(dāng)明確減水劑外包裝的封條及標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)每批進(jìn)場(chǎng)的減水劑應(yīng)展開(kāi)均質(zhì)性試驗(yàn)，使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后才能使用。另外，還需要保證減水劑科學(xué)的儲(chǔ)存方式，一般在溫度適宜、通風(fēng)的環(huán)境下存儲(chǔ)。

3 隧道二襯混凝土表面裂紋的整治措施

當(dāng)二襯混凝土裂縫基本穩(wěn)定的情況下，對(duì)裂縫的整治應(yīng)當(dāng)進(jìn)行分類(lèi)處理，主要分為兩類(lèi)：①裂縫寬度＜0.2mm，可對(duì)裂縫進(jìn)行修復(fù)的方法，將表面封閉工藝應(yīng)用實(shí)際中；②裂縫寬度＞0.22mm，可將低壓注漿工藝的整治方法來(lái)修復(fù)裂縫。

3.1 表面封閉工藝修復(fù)措施

修補(bǔ)材料。選擇CARS-J型修補(bǔ)材料進(jìn)行二襯混凝土表面裂紋的修復(fù)處理，該材料由高分子乳液、無(wú)機(jī)粉料構(gòu)成，具有的特點(diǎn)有：①材料與基面良好的親和性。即使基面較為潮濕，對(duì)施工質(zhì)量也不會(huì)帶來(lái)很大影響；②冷施工，較強(qiáng)的涂層整體性，且材料具有較高的耐久性與良好的柔韌性，整體缺陷較少；③可以對(duì)材料的性能靈活設(shè)計(jì)，對(duì)聚合物乳液、粉料、助劑的比例進(jìn)行調(diào)整，獲得性能不同的產(chǎn)品；④修補(bǔ)機(jī)具。采用鋼絲刷、真空吸塵器、砂紙、吹風(fēng)機(jī)、噴槍、角磨機(jī)、毛刷、手持?jǐn)嚢铏C(jī)等；⑤修補(bǔ)工藝：a.基層處理：在清理混凝土表面時(shí)，可以采用鋼絲刷或砂紙進(jìn)行清理，將混凝土表面的灰塵與雜質(zhì)清除干凈，之后將雜質(zhì)用清水沖洗；b.界面處理：在進(jìn)行涂料的刷涂之前，應(yīng)當(dāng)保證粉料與乳液1：1的比例，并對(duì)其混合攪拌；對(duì)于面積較小的裂縫，可以實(shí)施噴槍噴涂的方式，之后再展開(kāi)下一步涂料施工；c.涂料涂覆。將毛刷、手持式噴槍?xiě)?yīng)用實(shí)際中，主要采用“十字法”的方式展開(kāi)涂覆，在干燥與大風(fēng)的環(huán)境下，可以將薄膜覆蓋的方法展開(kāi)養(yǎng)護(hù)，以此防止涂層材料由于失水過(guò)快而影響涂層的效果，由此產(chǎn)生開(kāi)裂的現(xiàn)象。

3.2 注漿修復(fù)方案

（1）修補(bǔ)材料。將CARS-B低粘度樹(shù)脂材料應(yīng)用到低壓注漿工藝中，該工藝的實(shí)施關(guān)鍵在于修補(bǔ)材料的選取，要求修補(bǔ)材料的粘度與適用期達(dá)到實(shí)際需求，使其能在外加壓力作用下滲透到混凝土的細(xì)微裂縫中；且具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，能在溫度較低及潮濕的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)固化；另外，材料的抗拉強(qiáng)度與粘接強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足實(shí)際需求，未取得良好的補(bǔ)強(qiáng)作用奠定基礎(chǔ)。

（2）修補(bǔ)機(jī)具。將低壓注漿器、吹風(fēng)機(jī)、毛刷、電子稱(chēng)、角磨機(jī)等應(yīng)用到裂縫修補(bǔ)過(guò)程中。

（3）修補(bǔ)工藝。①首先將裂縫表面的灰層與雜質(zhì)清除，可采用毛刷或鋼絲刷進(jìn)行清理，對(duì)于裂縫內(nèi)的灰塵可采用吹風(fēng)機(jī)或高壓空氣清除；②在裂縫周?chē)忾]過(guò)程中，可以采用專(zhuān)用封縫材料沿裂縫走向展開(kāi)作業(yè)，需要注意注漿嘴的設(shè)置，其目的是為了防止封縫材料堵塞注漿嘴；③等封縫材料固化之后，注入低粘度樹(shù)脂材料，可以將低壓逐漸器應(yīng)用其中；④在注漿過(guò)程中，需要注意不斷進(jìn)行注漿的補(bǔ)充，需保證漿液滲透裂縫時(shí)不再向下滲透為止；⑤等修補(bǔ)材料完全固化之后，應(yīng)當(dāng)將表面修補(bǔ)的材料去除，可以采用角磨機(jī)打磨的方法使表面達(dá)到平整的狀態(tài)。最后在表面將聚合物水泥漿保護(hù)層噴涂于表面，為保證裂縫修補(bǔ)的質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隧道二襯混凝土表面裂紋是隧道工程中常見(jiàn)的病害，其不僅會(huì)影響結(jié)構(gòu)的耐久性，還會(huì)給隧道結(jié)構(gòu)的質(zhì)量埋下安全隱患，對(duì)隧道工程的整體質(zhì)量帶來(lái)不良影響。因此，為了保證隧道工程的穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況有效措施防治措施，以此為保證隧道工程的安全性、耐久性奠定良好基礎(chǔ)。

[1]鄒永祥.無(wú)外部荷載隧道二襯裂紋成因分析與研究[D].南昌：華東交通大學(xué)，2014.

[2]唐世斌.混凝土溫濕型裂縫開(kāi)裂過(guò)程細(xì)觀數(shù)值模型研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2009.

[3]黃威然，竺維彬.盾構(gòu)隧道混凝土管片表面裂紋成因及防治[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2003（03）：47～50.