覃憶油

（柳江縣水利工程管理站 柳州市柳江縣 545100）

水工隧洞襯砌混凝土裂縫的防治及處理方法

覃憶油

（柳江縣水利工程管理站 柳州市柳江縣 545100）

在水工隧洞襯砌混凝土施工中，由于受到各種因素的影響，裂縫問(wèn)題較為常見(jiàn)，如果裂縫問(wèn)題比較嚴(yán)重，則會(huì)對(duì)水工隧道整體結(jié)構(gòu)造成不良影響，降低混凝土抗?jié)B能力，導(dǎo)致隧洞很難發(fā)揮功效。因此，對(duì)水工隧洞襯砌混凝土裂縫進(jìn)行深入研究至關(guān)重要。本文探究裂縫問(wèn)題的產(chǎn)生原因，并提出一系列補(bǔ)救措施，以期提高水工隧道襯砌施工質(zhì)量。

水工；隧洞；混凝土；裂縫

1 概述

1.1 水工隧洞襯砌混凝土裂縫分類

根據(jù)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，水工隧洞襯砌混凝土裂縫一般可以分為細(xì)微的表面裂縫和貫穿性的、危害較大的裂縫這兩種形式。

1.1.1 細(xì)微的表面裂縫

通常情況下，水工隧洞襯砌混凝土的表面細(xì)微裂縫分布在混凝土表層，而且很難找出發(fā)生規(guī)律，表面細(xì)微裂縫一般不會(huì)僅僅出現(xiàn)一條；縫隙的寬度較小，一般小于1mm；裂縫長(zhǎng)度也比較偏小，為閉合狀或者輕微張開(kāi)狀。如果水工隧洞襯砌混凝土表面出現(xiàn)細(xì)微的裂縫，不會(huì)引起較為嚴(yán)重的滲漏問(wèn)題，所以其對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)不會(huì)造成較大的不良影響。但是，如果細(xì)微的表面裂縫較多，則會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)的持久性，如果裂縫中鋼筋受到腐蝕，則混凝土的抗凍性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性都會(huì)受到不良影響。

1.1.2 貫穿性有害裂縫

貫穿性裂縫顧名思義會(huì)貫穿整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)整體，是一種危害性較高的裂縫形式，一般數(shù)量單一，但是長(zhǎng)度較廣，呈張開(kāi)狀，裂縫寬度為1～5mm，如果貫穿性裂縫較為嚴(yán)重，則裂縫寬度可以達(dá)到20mm。貫穿性裂縫為蔓延整個(gè)水工隧洞，導(dǎo)致隧洞出現(xiàn)滲漏問(wèn)題，因此，必須及時(shí)解決貫穿性裂縫問(wèn)題，避免局部土體隆起。另外，貫穿性裂縫還會(huì)增加混凝土結(jié)構(gòu)的軟弱性，影響混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1.2 水工隧洞襯砌混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1.2.1 溫度降低形成的收縮裂縫

大部分水工隧洞襯砌混凝土施工是在深度較大的地層中，在施工過(guò)程中，隨著水泥材料的水化作用，隧洞內(nèi)的溫度會(huì)逐漸上升，尤其是在冬季施工時(shí)，隧洞內(nèi)的溫度也不會(huì)很低，水分很容易蒸發(fā)會(huì)氣體，然后與液體接觸后發(fā)生凝結(jié)。但是，很多施工人員在混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，只是對(duì)混凝土表面進(jìn)行維護(hù)，并沒(méi)有考慮混凝土的內(nèi)在散熱以及溫度差收縮裂縫問(wèn)題，這就導(dǎo)致混凝土伸縮裂縫的發(fā)生幾率大大增高。

1.2.2 外部應(yīng)力效應(yīng)形成的裂縫

水工隧洞混凝土襯砌施工的工期一般比較緊迫，而且需要挖洞作業(yè)，施工要求比較高，這就導(dǎo)致襯砌混凝土施工質(zhì)量很難達(dá)標(biāo)。另外，由于受到施工環(huán)境的限制，在混凝土施工完成后，不能及時(shí)有效的對(duì)混凝土進(jìn)行保養(yǎng)，有很多裂縫隱患，所以很多混凝土結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用過(guò)程中，很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求的使用年限。另外，開(kāi)挖支護(hù)作業(yè)一般都是需要在較短的距離內(nèi)來(lái)回實(shí)行的，因此，如果不能明確分辨圍巖種類，而鋼筋支護(hù)也不對(duì)稱，則會(huì)出現(xiàn)多次重分布以及毛洞變形的問(wèn)題，而且由于受到外部力量的影響，也很容易導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

1.2.3 結(jié)構(gòu)裂縫

水工隧洞內(nèi)的地質(zhì)條件和水文條件比較復(fù)雜，因此，在施工前，必須對(duì)隧洞內(nèi)的地質(zhì)地形和水文變化運(yùn)動(dòng)充分了解。工程設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)水工隧洞的實(shí)際情況完成設(shè)計(jì)，明確施工區(qū)域的本身性質(zhì)，否則就會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)方案與施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況不符的問(wèn)題。如果設(shè)計(jì)方案不合理，則很容易導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。

2 水工隧洞襯砌混凝土裂縫的預(yù)防

在水工隧洞襯砌施工中，對(duì)于裂縫的補(bǔ)救和堵漏難度較大，而且維修費(fèi)用比較高，而且還會(huì)導(dǎo)致混凝土的表面質(zhì)量降低，因此，必須加強(qiáng)施工防范。

2.1 優(yōu)化混凝土配合比

為了降低溫度原因所導(dǎo)致的裂縫問(wèn)題的發(fā)生幾率，應(yīng)該加強(qiáng)混凝土材料選擇管理。在材料選擇時(shí)，根據(jù)工程實(shí)際情況選擇混凝土原材料，并且經(jīng)過(guò)多次配合比試驗(yàn)，最終確定最優(yōu)配合比。同時(shí)，還應(yīng)該選擇質(zhì)量較好的粉煤灰以及復(fù)合型效用比較高的減水劑，盡量多的增加水泥用量，降低混凝土的水化性。

2.2 加強(qiáng)圍巖變形監(jiān)測(cè)

嚴(yán)格控制圍巖變形，有效防止圍巖承受過(guò)多的附加力，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。通過(guò)對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算分析，可以準(zhǔn)確的判斷出圍巖能否完成收斂變形，根據(jù)施工要求確定襯砌時(shí)間，盡量避免圍巖收縮變形，這樣有利于襯砌施工，能夠有效防止裂縫的產(chǎn)生。

2.3 確保倉(cāng)面無(wú)滲水干擾

在施工過(guò)程中，為了避免地下水流入混凝土澆筑倉(cāng)面，在隧洞襯砌混凝土施工過(guò)程中，應(yīng)該采用科學(xué)合理的方法疏通并排除地下水，以此達(dá)到很好的防御效果。在實(shí)際工作中，需要根據(jù)不同的地下水滲漏狀況選擇解決方法，降低滲水留倉(cāng)的危害性。

2.4 合理確定施工工藝

綜合考慮工程實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求，確定施工工藝，并且在混凝土澆筑全過(guò)程中加強(qiáng)監(jiān)督和質(zhì)量檢驗(yàn)，避免混凝土攪拌時(shí)間不充足、攪拌不均勻等問(wèn)題，提高混凝土材料的使用性能。

3 水工隧洞襯砌混凝土裂縫處理

如果水工隧洞襯砌混凝土出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，則會(huì)導(dǎo)致混凝土的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較低，抗?jié)B性能變差，而且還會(huì)導(dǎo)致混凝土中的鋼筋腐蝕生銹，混凝土碳化嚴(yán)重，最終導(dǎo)致水工隧洞無(wú)法正常發(fā)揮功效。因此，必須綜合考慮工程實(shí)際情況，妥善解決混凝土裂縫問(wèn)題。

3.1 裂縫處理的方法

對(duì)于水工隧洞襯砌混凝土裂縫，在應(yīng)用高滲透改性環(huán)氧漿材時(shí)，應(yīng)用范圍較小。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)于隧洞襯砌混凝土裂縫處理已經(jīng)提出了很多全新觀點(diǎn)，在實(shí)際施工過(guò)程中，環(huán)氧漿材應(yīng)該具備一定的環(huán)保效果、延緩老化效果等等。為了將混凝土裂縫進(jìn)行有效粘合，可以使用開(kāi)槽埋管法、打斜孔埋管法以及無(wú)損貼嘴法，各種方法的利弊如表1所示。

表1 開(kāi)槽埋管法、打斜孔埋管法和無(wú)損貼嘴法的利弊

3.2 選擇處理漿材

在購(gòu)買灌漿材料時(shí)，應(yīng)該綜合考慮材料的可灌性和長(zhǎng)久性。通常情況下，隧洞襯砌混凝土裂縫一般比較小，對(duì)于外部水的張合力比較大，因此漿液很難灌入。因此，為了提高漿材的填補(bǔ)性，提高防滲能力，應(yīng)該盡量使用滲透力強(qiáng)彈性改性的環(huán)氧漿材，較為常見(jiàn)的有l(wèi)pl、cw和eaa等等。

3.3 無(wú)損貼嘴法處理滲水裂縫

3.3.1 關(guān)鍵技術(shù)

無(wú)損貼嘴法處理滲水裂縫施工工序較多，包括注漿嘴加工、裂縫描述、壓風(fēng)檢查、灌漿、注漿嘴清除等等。在實(shí)際施工過(guò)程中，需要在外徑6mm、長(zhǎng)度6cm的銅管的一段焊接方形鐵片，方形鐵片的邊長(zhǎng)為3～4cm、厚度為1.5mm，在鐵片的中間需要開(kāi)直徑與銅管外徑相同的進(jìn)漿孔，而且還要在鐵片四周鉆排列整齊的小孔；使用砂輪機(jī)，沿著裂縫量變打磨出20cm的寬度，清除混凝土表面雜質(zhì)，達(dá)到很好的封縫效果；沿著裂縫開(kāi)口位置，使用高壓沖毛機(jī)向兩邊進(jìn)行沖洗；使用刻度放大鏡測(cè)量裂縫寬度，并對(duì)裂縫進(jìn)行詳細(xì)描述；根據(jù)裂縫的描述情況布置注漿嘴；貼嘴3h后，使用堵漏靈膠泥堵住滲水縫口；封縫完成，養(yǎng)護(hù)2h，檢查各孔的貫通情況；采用多點(diǎn)同步灌注方式進(jìn)行推進(jìn)；灌漿結(jié)束48h后鏟除注漿嘴；灌漿結(jié)束7d后，對(duì)灌漿質(zhì)量進(jìn)行檢查。

3.3.2 局部滲水處理

如果復(fù)灌后還是會(huì)出現(xiàn)滲水問(wèn)題，則需要對(duì)滲水位置采用嵌縫措施：開(kāi)50mm×50mm的卡槽，然后使水管在卡槽內(nèi)牽引出來(lái)，排除積水，清理卡槽表面。嵌縫施工完成后，還要在混凝土表面粘貼寬150mm玻璃絲布防滲，待丙乳砂漿封閉7d后再封閉引水管孔。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水工隧洞襯砌混凝土裂縫問(wèn)題的產(chǎn)生有溫度原因，外部應(yīng)力以及結(jié)構(gòu)原因三種。對(duì)于水工隧洞襯砌混凝土裂縫處理，必須根據(jù)工程實(shí)際情況選擇符合實(shí)際需求的處理措施，在材料選擇、施工工藝等方面加強(qiáng)監(jiān)督控制，有效解決水工隧洞襯砌混凝土裂縫問(wèn)題。

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2015-11-30