公路隧道二衬裂缝的常见成因及防治措施

王玉龙

摘   要：公路隧道二衬是隧道结构最外层的混凝土结构层，其对隧道周围结构起到了支撑和稳定的作用，并对隧道工程进行了必要的美化和防水处理。隧道二次衬砌混凝土是薄壁连续结构，受到复杂的围岩压力作用，再加上隧道内部施工条件较差导致的隧道衬砌裂缝问题是隧道工程常见的问题。

关键词：公路隧道工程;二衬裂缝问题;裂缝问题成因;有效防治措施

在隧道工程的建设过程中，二次衬砌作为隧道工程的重要组成，其多采用整体化的钢模板台车、泵送混凝土施工工艺，但二衬混凝土表面经常会出现裂缝问题、气泡现象、泛砂情况等，如何避免二次衬砌结构出现施工质量问题，成为施工单位在隧道工程建设施工中重点关注的问题。因此，在实际施工中，施工单位要结合隧道工程的实际情况，从地质条件、设计方法、施工工艺、试验检测等诸多方面，对裂缝问题的成因进行分析，采用合适的裂缝防止措施，保证其施工质量。

1    隧道二衬裂缝处理的重要意义

二次衬砌结构是隧道结构中的重要组成部分，发生裂缝问题会直接影响到隧道工程的施工质量和运营安全。衬砌开裂问题是隧道结构出现漏水的主要原因，使裂缝问题更加严重。隧道衬砌裂缝问题主要是衬砌结构变形、衬砌结构开裂、衬砌结构错台引起的，并且衬砌裂缝修复难度较大，会影响隧道工程的正常运营，甚至隧道衬砌结构裂缝问题导致工程其他环节结构出现问题，如通风损坏、照明损耗等，其导致的衬砌结构失稳问题，严重影响公路工程的使用安全性和便捷性。

目前，隧道衬砌结构裂缝问题几乎成为公路隧道工程建设施工中的通病，成为隧道裂缝防治和预防的难点。因此，针对公路隧道衬砌结构裂缝问题进行预防和控制具有重要意义。我国公路隧道衬砌结构裂缝问题日益严重，急需施工单位在施工阶段，针對隧道衬砌结构裂缝问题进行研究分析，消除隧道工程中存在的安全风险隐患，提高公路隧道工程通行使用的安全性，为人们营造安全出行环境。

2    隧道二衬裂缝产生的根本原因

2.1  施工材料因素

混凝土材料的收缩性能会引起地下结构的渗水效果，并且混凝土的自收缩在恒温绝湿的条件下，不会与外界环境进行水分交换。由于凝胶材料的水化作用会引起自身结构体积的收缩。所以，减少或者延缓混凝土材料的干燥性，对预防混凝土结构出现裂缝问题具有重要意义。随着时间的不断流失，混凝土结构出现碳化，这会严重损伤了混凝土结构的密实性，从而降低混凝土结构的强度，导致裂缝问题的产生。在隧道衬砌结构施工中，部分骨料配制的衬砌混凝土结构会因收缩变形较大，而导致衬砌结构出现裂缝问题。在实际的施工中，要注意骨料材料的质量，选择符合施工技术规范的骨料材料，避免衬砌结构出现裂缝问题。混凝土材料中适当添加泵送剂、减水剂等外加剂，都会减少混凝土结构出现收缩变形的情况，有利于减少衬砌结构的裂缝问题。

2.2  气候温度因素

气候温度对隧道衬砌结构的影响较大，主要分为环境温度、混凝土水泥材料水化热、环境湿度3个方面。温度应力主要是由隧道衬砌混凝土结构出现干缩问题和温缩变形所引起，再加上混凝土结构的抗压性能远高于抗拉性能的施工材料，其能抵抗温度上升时产生的压应力却无法抵抗降温时的拉应力。环境温度降低的越多，温度收缩变形会越大，就会更容易出现裂缝问题。洞口段隧道衬砌混凝土结构受到的因素影响较大，更容易出现裂缝问题。在冬季，混凝土结构受到的冷收缩更大，再加上其他因素会造成短隧道和中长隧道的洞口出现裂缝，严重影响公路隧道工程的正常使用。

3    隧道二衬裂缝的有效防治措施

3.1  严格控制施工材料质量

针对造成隧道二衬裂缝的施工原材料进行质量把控，主要是对水泥材料、碎石材料、砂子材料等进行严格控制。第一，针对水泥材料进行控制而言，需要将水泥用量控制在350 kg/m3左右，不可以将不同批次的水泥混合使用;而针对碎石材料进行控制而言，需要选择较大粒径的碎石材料，直径控制在5.0～31.5 mm，保证碎石的含泥量以质量计小于1%，针片状的颗粒含量要小于15%;而针对砂子材料进行控制，需要选择级配良好的中砂，细度模数控制在2.3～3.0，其含泥量控制在3.00%以下，硫化物在0.50%以下，氯化物在0.02%以下;而针对水体进行控制，需要选用饮用水，使用其他水源时，要保证pH>4。

3.2  严格控制施工工艺技术

公路隧道工程中衬砌施工时间，需要在围岩结构和初期支护的变形基本稳定时进行，当围岩结构变形较大且明显时，需提前进行二次衬砌结构处理，对初期的支护结构或者衬砌结构进行巩固加强。基于此，施工单位需要提高钻眼水平，针对钻爆参数进行优化，提高光面爆破的实际处理效果，加强隧道工程开挖断面的检测，严格控制超挖和欠挖现象的发生，有效地控制隧道的开挖质量。

混凝土材料在拌和过程中是导致衬砌结构出现裂缝问题的重要因素。因此，施工单位需要严格按照施工材料的配比进行科学的电子计量，保证各个施工材料添加配比的合理性。混凝土材料在实际运输过程中，搅拌运输车需要始终保持着连续性转动，保证混凝土结构的良好和易性，降低裂缝问题的发生概率。

4    结语

公路隧道工程中二衬结构的混凝土施工是具有综合性和技术性的施工作业内容，不论哪个环节出现偏差，都会导致混凝土结构出现不同程度的质量问题。因此，在施工阶段，施工单位需要配备技术丰富的工作人员，采取有效的措施控制工程结构施工质量。

[参考文献]

[1]高捷婷.公路隧道二衬裂缝的常见成因及防治措施[J].建材发展导向，2016（5）：144.