浅谈隧道二次衬砌混凝土裂缝成因及防治对策

李杨

摘要：本文根据实际工程展开分析，将隧道二次衬砌混凝土裂缝成因进行分析，判断成因的同时分析形成裂缝的实际影响因素，并根据印象因素实现较为准确的混凝土裂缝防治对策制定。文中将裂缝出现的原因划分为地质影响、施工影响、设计影响，并切实作出对策。意在保障隧道二次衬砌混凝土裂缝现象能够得到有效控制，加强隧道二次衬砌混凝土的寿命。

关键词：隧道施工；二次衬砌混凝土；裂缝；成因；对策

随我国基础设施建设工程的逐渐发展，各类型隧道工程出现频率逐年提升。但需要注意的是，目前我国大部分隧道工程中，二次衬砌混凝土常出现裂缝状况，不仅影响隧道工程寿命、对整体工程的可持续发展性造成影响，更影响工程美观程度。因此，下文将根据实际过程中的隧道二次衬砌混凝土裂缝问题展开分析，分析问题成因，寻找影响因素的同时切实制定防治对策以便解决问题。

一、工程状况

本次工程为深圳电网北环电缆隧道工程土建工程，Ⅰ标包括东线、南线和西线笔架山段，总长11851.88m。隧道采用矿山法施做，受隧道断面尺寸限制，本工程隧道无法满足开挖与衬砌同步施工，故隧道区间需相邻竖井开挖贯通后，再进行施工仰拱及拱墙衬砌。拱墙衬砌工作面每一施工循环的施工长度按9米进行配置。拱墙衬砌混凝土均采用商品砼。混凝土浇注面距洞口位置较近时，在竖井口使用输送泵直接泵送混凝土；混凝土浇注面距洞口位置较远时，混凝土从竖井口放入轨道混凝土罐车内，由轨道混凝土罐车运输混凝土，泵送混凝土入模，并采用插入式和附和式振捣器振捣密实。

二、裂缝成因

针对工程实际情况进行分析，最终发现导致裂缝出现的四类原因。首先为沉降问题。沉降原因来自于下导坑开挖过程中、开挖后基底位置存在杂物，水浸问题亦是导致二衬混凝土出现的原因之一[1]。下导坑基底存在浮渣浮土，未清理即开始建设、进行边墙基础的施做后行车荷载、上部混凝浇筑过程中存在沉降现象且沉降现象分布不均匀等原因皆会使二衬混凝土受力不均，最终产生裂缝。与此同时，行车荷载问题亦为二衬出现裂缝的主要原因。

第二点为拉应力集中问题。混凝土厚度与实际工程施工中的挖掘深度有关，一旦出现超欠挖，将会使二衬混凝土厚度不均。此类现象于Ⅲ级以下围岩中出现较多，因Ⅲ级以下围岩所使用的二衬材料为素混凝土，拉应力集中使二衬混凝土干縮后无法满足拉应力需求，较薄部分出现裂缝。

第三点为材料质量方面问题。此类问题虽出现几率较小，但仍于部分范围内出现，砂石、水泥材料的选择不当或配比不合理较易使二衬混凝土出现裂缝。就实际展开分析，水泥材料选择不合理、配比不合理使单位质量下的混凝土无法满足设计需求，可能与C35设计强度具有较大差异[2]。为保障设计需求得到满足，在配比不合理的条件下只能通过水泥用量的提升来解决强度需求问题。虽然用量增加能够满足实际条件，但需要注意的是，用量增加将会使混凝土收缩裂纹增多，外层混凝土凝固后内层尚未凝固，裂纹出现几率变大。

第四点为施工进度与施工手段问题。施工进度决定施工进程，二次衬砌施做时间可能受到施工进度影响，并未对二次衬砌的施做实现具有较高要求，部分部位因施工工期要求缩短二衬混凝土施做时间，脱模阶段中过早拆模，拆模后未对混凝土加以潮湿养护，使其湿度不足，失水干燥，最终无法保障稳定性，出现裂缝。

三、防治对策

若想切实防治裂缝出现，还需根据问题进行对策制定，首先即为承载力需求的满足。施工过程中，地基承载力方面的相关影响因素不仅会对裂缝是否出现造成影响，更会影响工作整体稳定性。就实际展开分析，首先于施工同时需清理浮渣、浮土，保障边墙二衬施工过程中不受杂物影响，施工效果较好，加强施工过程中的管制。

其次为控制超欠挖，针对超欠挖现象进行较为严格的管理保障二衬混凝土厚度均匀，具体措施可由提升光面爆破技术、优化相关参数，使钻爆技术水平得到提升的同时有效解决问题，达成良好控制效果[3]。随后为材料方面的质量控制与施工工艺控制。施工过程中，针对材料应进行较为全面的分析与检查，以工程实际情况为主，以工程相关需求出发，分析材料是否能够符合工程所在地的实际需求，若能应采用何种配比。配比确定后需多次试验确定，保障混凝土配比与混凝土施工工艺均可符合实际情况，避免因材料质量所导致的不足。具体操作如控制水泥种类、控制碎石大小、选择级配良好的中砂等。

最后为施工进度与施工手段方面问题。进度方面控制可联合施工进度管理相关人员展开分析与研究，将对应参数予以明确，以阶段性方式展开施工，加快进度的同时注意质量。与此同时，针对二次衬砌的施做时间需进行较为严格的控制，实际过程中可依靠测试项目进行判定，若测试项目所显示的位移率明显减缓、各项位移以达到预计量的80%以上。除此以外，还可通过周边位移速率进行判定。总而言之，应由实际入手，切实提升重视程度。

四、结语：

本文针对实际过程中的二次衬砌混凝土裂缝问题进行分析，明确问题来源的同时解决问题，使问题能够尽快地受到控制，降低二次衬砌混凝土出现裂缝的几率，最小化裂缝问题带来的影响。总而言之，隧道二次衬砌混凝土的裂缝问题需认真对待，施工过程中需严肃面对问题，切实采取相关措施，提升工程稳定性的同时有效解决实际过程中的问题。

参考文献：

[1]孟陆波， 潘皇宋， 李天斌，等. 鹧鸪山隧道二次衬砌开裂机理及支护时机探讨[J]. 现代隧道技术， 2017， 54（2）：129-136.

[2]黄春明， 岳长青. 基于冲击波超压值及混凝土强度影响下的二次衬砌混凝土裂缝时间控制方案[J]. 施工技术， 2017， 46（8）：123-126.

[3]杨小平， 许饶， 刘庭金，等. 地铁暗挖隧道二次衬砌水头控制值及影响因素研究[J]. 现代隧道技术， 2017， 54（1）：96-104.