地下洞室衬砌混凝土裂缝分析及预防措施

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发布时间：2021-09-10

资料介绍

地下洞室衬砌混凝土裂缝分析
及预防措施
罗斌
(新疆下坂地水利枢纽工程建设管理局，新疆喀什844000)
关键词：衬砌混凝土；防裂措施；地下洞室；
中图分类号：U455．91(245) 文献标识码：B
1 引言
下坂地水利枢纽工程
文章编号：1000—0860(2012)10—0028—02
新疆下坂地水利枢纽工程地下洞室衬砌混凝土
浇筑一般采用泵送入仓，其坍落度多在14～16 cm，
局部范围由于仓位狭窄，无法人仓振捣，坍落度可
达18 cm左右，同时对混凝土的和易性、流动性要
求较高，一些过水建筑物还要求水胶比不大于0．5，
因此，泵送混凝土的水泥单耗多在300 kg／m 以上。
衬砌混凝土周边受到围岩强约束，和大坝混凝土相
比，其特点是坍落度大，水泥单耗高，约束强，地
下水丰富，围岩应力复杂，故产生裂缝的机率高、
形式多变，裂缝不可避免，但裂缝是可以减少和控
制的
2 裂缝分类
新疆下坂地水利枢纽工程地下洞室衬砌混凝土的
裂缝可分为表面裂缝和贯穿全厚度的贯穿裂缝。
2．1 表面裂缝
表面裂缝又分水平面裂缝和立面裂缝，水平面
表面裂缝主要是由于混凝土混合料的早期过快失水
干缩引起的。特别是大坍落度混凝土在振捣过程中
会产生分层离析，粗重骨料下沉，表面有一层砂
浆，水分向上迁移，形成表面泌水，使其表层含水
量增加，在数小时后，泌水减少，表面水蒸发加
快，混凝土表面产生干缩，一般在混凝土终凝后1
～ 3 h内其表面将普遍出现细微的龟裂。裂缝的宽
度和深度与混凝土表层砂浆厚度、泌水多少、表面
水蒸发速度有关。
立面产生的表面裂缝由于受到模板保护，分层
离析的影响也不大，产生裂缝的机率要小得多。但
由于干缩、养护及拆模时间等原因，也会产生少量
表面裂缝。
2．2 贯穿裂缝
衬砌混凝土贯穿全厚的裂缝又分为环向裂缝、纵
向裂缝、交叉裂缝、斜裂缝等。
2．2．1 环向裂缝
环向裂缝也叫横向裂缝，它近似垂直于洞轴线或
水流方向，是最常见和危害性最大的一种裂缝。
2．2．1．1 干缩裂缝
在水泥混凝土中，水泥石中存在着化学结合水、
层间水、物理吸附水、毛细水等，但这些水在混凝土
硬化过程中将会失去，水泥浆体也随之产生收缩。在
收缩时，水泥浆体受到了内部骨料和基础岩面的双重
限制。混凝土内部存在着干缩引起的应力状态，当其
拉应力大于混凝土的极限抗拉强度时，干缩裂缝将随
之产生。
2．2．1．2 冷缩裂缝
水泥混凝土也是有热胀冷缩性能，特别在混凝土
处于内部升温、外部冷却的情况下，其变形同时又受
到基岩面的强约束，极易产生冷缩裂缝。
在新疆下坂地水利枢纽工程导流洞衬砌混凝土浇
筑中，为了更好地把握混凝土内部温度变化情况，在
底板混凝土浇筑时在底板1+077．546～1+087．546
处埋设了1组共6支温度计。一支在左侧墙距侧墙表
面0．025 131处；一支在左侧墙距侧墙中部0．32 1TI处；