浅析隧道衬砌混凝土裂缝的原因及其防治

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发布时间：2021-10-15

资料介绍

社会经济的快速发展，加快了基础建设的步
伐，全国公路里程数也越来越大，山陵地区新建公
路越来越多，隧道工程所占比例也随之增大。由于
隧道工程中往往采用二次衬砌、整体式钢模板台
车，以及泵送混凝土等施工工艺，导致混凝土在硬
化的过程中，极有可能出现衬砌混凝土产生裂缝
的现象。一方面对隧道工程的美观产生较大的影
响，另一方面给工程质量留下安全隐患。因此在具
体的施工过程中，要采取合理有效的措施，避免在
隧道工程中出现衬砌混凝土裂缝。本文对隧道衬
砌混凝土裂缝的原因进行分析，并提出几条防治
措施，不足之处，敬请指正。
1 工程概况
某隧道工程位置位于浙江省杭州市余杭区富
阳市之间，属低山丘陵地貌，地势起伏较大。路线
区域属亚热带季风气候，雨量丰沛，温暖湿润，四
季分明。区内山体植被发育，地层地质主要为粉质粘
土、灰黑色泥质灰岩、砂岩组成，浅层岩石风化较
强烈，稳定性较差，为余杭闲祝公路工程的重点控
制性工程。工程为分离式隧道 (右线长 1 865 m，
左线长 1 892 m)，隧道于 2010年 7月开工，2012
年 9月 30日建成通车。通过一年来的运营质量回
访，项目在裂缝控制方面取得较好成效，现就隧道
衬砌混凝土裂缝的控制做一浅要分析。
2 裂缝类型以及产生的原因
2．1 裂缝的类型
隧道衬砌混凝土裂缝的主要类型有以下几
种：干缩裂缝、外荷载变形裂缝、沉降裂缝、温度裂
缝及接茬裂缝等。
收稿日期：2013—04—11
作者简介：何智钢 (1978一)，男，浙江义乌人，工程师，从事公
路工程施工技术管理工作。
2．1．1 干缩裂缝
衬砌混凝土在硬化的过程中会逐渐丧失其水
分，而导致水泥石中的凝胶结体逐渐收缩产生变
形，围岩和模板对其进行约束，产生变形和应力，
如果应力值超过混凝土的抗拉强度，就会出现干
缩裂缝。干缩裂缝容易进行分辨，多为表面性裂
缝，走向无明显规律。影响干缩裂缝的主要原因
有：水泥品质不佳、用量多少及水灰比的大小，骨
料的大小及其配比情况，还有外加剂的品质和掺
量，都有可能导致干缩裂缝的产生。
2．1．2 外部荷载变形裂缝
仰拱和边墙为基础的虚渣没有得到及时清理
而导致混凝土在浇筑完毕后，基底产生沉降现象，
而且不均匀，模板台车以及堵头板等没有进行固
定，使其过早脱模，或者是在脱模时受到较大的外
部载荷作用，导致其产生变形裂缝。外部荷载变形裂
缝在隧道衬砌混凝土的施工过程中所占比例极大，
对隧道工程的施工质量有着较大的影响，因此工程
技术人员要对外荷载变形裂缝产生足够的重视。
2．1．3 沉降裂缝
沉降裂缝产生的可能性有三种情况。第一种
是在隧道外围土质不均匀，或者其地基较为松软，
场地没有得到及时清理，或者清理得不干净，而导
致不均匀沉降，而出现沉降裂缝；第二种是混凝土
浇筑时，混凝土振捣不密实，或者坍落度不符合规
范，从而导致泌水硬化，钢筋阻碍了骨料的沉降，
而产生沉降裂缝；第三种是由于模板的强度太小，
不能满足模板支撑间距而导致底部产生松动，从
而导致沉降裂缝。沉降裂缝的走向一般是和地面
呈现 3O。或者 90。的方向，沉降量越大，其宽度也
越大，沉降裂缝和温度无关。
2．1．4 温度裂缝
水泥水化的过程中会产生较大的热量，热量
在混凝土内部和表面之间形成温度差，而产生温
度应力，如果温度应力超过外部约束力，则会产生