水工隧洞衬砌混凝土裂缝的防治及处理方法

魏东

摘    要：水工隧洞衬砌混凝土裂缝的产生会产生许多潜在问题，因此在施工过程中，需要有效防止并处理裂缝的产生，尽量减小裂缝在工程中的影响。本文就水工隧道衬砌混凝土裂缝的产生原因以及裂缝产生的各种形态进行分析，并根据分析对水工隧洞衬砌混凝土裂缝的防治和处理措施提出某些建议，希望对该方面的研究能有所帮助。

关键词：水工隧洞;混凝土裂缝;防治;处理方法

1  引言

水工隧道衬砌混凝土裂缝一直是水工隧道工程施工过程中的一大难题。在水工隧道工程中，产生裂缝的原因有很多种，例如施工人员的技术水平参差不齐;施工建筑材料的质量达不到标准;甚至施工过程中的天气变化，都会对工程产生一定的影响。这些问题如果无法得到有效解决，会导致隧洞工程存在安全隐患。因此，在工程进行中需要对裂缝产生的各种原因进行科学的分析，通过可控手段，降低裂缝产生的概率。

2  水工隧洞衬砌混凝土裂缝的概述

水工隧洞指在山体中或地下开凿的过水洞，多用于水利和发电方面，根据肥东的实际情况来讲，水工隧洞可分为两种：有压隧洞和无压隧洞。由于隧洞通常需要满足承受水流冲刷，水压及渗透等方面的要求，同样会根据情况设置相应的衬砌。这些衬砌可以起到支撑隧洞，防止在工程进行过程中系统受到外部岩石的压力而变形，产生坍塌现象。为了保证隧洞基本结构的稳定性，很多施工团队会使用混凝土建材对隧洞进行二次支护。混凝土裂缝的产生于衬砌建造过程中，由于工人技术问题、建材材质等问题而产生。

3  水工隧洞衬砌混凝土裂缝的分类

3.1 贯穿性裂缝

顾名思义，贯穿性裂缝的长度会贯穿于整个水工隧洞，一定程度上破坏了隧洞的整体结构，很大概率会促使高危害性的裂缝产生。当有贯穿性裂缝在隧洞中产生，就意味着隧洞的安全问题成了很大的隐患。另外，贯穿性裂缝会促使混凝土结构逐渐软化，不利于隧洞核心稳定性的拓展。

3.2 细小型裂缝

细小性裂缝的产生具有不确定性，也很难预算其产生的规则。通常在一个隧洞中，细小型裂缝的数量是难以确定的。当混凝土建材的质量不达标时，多产生细小型裂缝。相较于贯穿性裂缝，细小裂缝不会对系统的整体结构产生特别大的影响，但如果不及时对这些裂缝进行合理的处置，也会在时间的影响下对隧洞的基础结构产生持久性损害，例如，建材产生不同程度的腐蚀现象。对隧洞整体的持久稳定性产生影响。

4  水工隧洞衬砌混凝土裂缝产生的原因

（1）材料原因。在任何工程中，原材料的质量好坏是影响工程质量的重要因素。水工隧洞衬砌混凝土工程更是如此，原材料的质量与混凝土裂缝的形成有着密不可分的联系，如果施工单位对原材料的质量把控方面没有足够的重视起来，选材不当或者存在受潮变质问题，或者材料配比不合理，泥沙含量超标，更或者材料的保存管理环节出现问题，这些都会导致质量问题产生。

（2）配比原因。是工地的環境对水工隧洞工程的建造也有很大影响。各地的地质地形以及气候水文条件都会影响衬砌混凝土的使用耐久性。考虑到这种情况的存在，混凝土配比方面就需要着重设计一下。混凝土裂缝的产生不排除配比原因，由于某些施工单位中，技术人员缺乏对实际情况的了解，没有对各种材料的百分比进行充分的调整，在进行混凝土配比时，也没有注重材料的添加顺序，从而导致配比不合理，混凝土的整体性能无法保障。

（3）隧洞设计结构原因。隧洞设计对隧洞整体构建产生很大影响。最终设计关乎着隧洞的整体修建方向，在修建过程中，如果设计与施工实际情况有着太大的出入，导致施工质量无法达到设计的标准，从而产生各种各样的质量问题，产生裂缝。或者设计存在不科学或者不合理的地方，导致隧洞的整体结构出现问题，也会产生裂缝。

（4）养护原因。要出问题也是混凝土施工质量另一大影响因素，很多施工工程的工期紧，任务大，会出现对混凝土提前脱模或者养护时间不足的问题，是混凝土在冷热作用或压缩作用下产生裂痕。

5  水工隧洞衬砌混凝土裂缝的防治及处理方法

（1）加强材料把控。加强对材料质量的重视，落实水工隧道施工的具体需求，选择适合水工隧洞施工的水泥材料。在水泥运输过程中注意水泥的保存和质量。使用时，要注意将不同型号不同批次的水泥进行分类管理。严格检测质量，对不合格产品要及时淘汰出去。在使用时要注意，水泥在运输及存放过程中是否存在变质问题，避免误用。可以使用适当的粉煤灰与混凝土相配合使用，不断减少水泥用量，还可以对混凝土的和易性进行改善，提升其质量。

（2）强化配比设计。配比时，可以先通过进行少量的混凝土混合实验，对配比设计作出适当的调整，从而使混凝土配比设计更加合理。混合时，严格按照配料单的要求进行下料操作，定期检查系统，对产生的误差进行纠正。不同搅拌机的类型及混凝土的稠度、性能，对搅拌出来的混凝土有一定影响，因此要根据这些适当对搅拌时间进行调整。在混凝土施工过程中，可能会出现冷缝状况，对此也要加强重视，保持混凝土施工的连续性，如果因为某些原因导致混凝土浇筑的时间间隔比较长，这应该注意做好相应的处理工作。

（3）做出科学合理的隧洞设计。在施工前，施工单位要对施工地点进行充足的考察工作，包括当地的地形，当地的气候条件，当地的水文特征以及当地的隧洞情况。尽可能提供精确的信息给设计师。而设计师要通过对这些信息的分析，考虑到隧洞的整体构造，通过精确的计算，设计出最适合施工地点的方案。

（4）注重养护工作。养护工作关乎着隧洞使用的长久性，严格按照施工标准进行操作，当混凝土强度达到一定标准后才能进行脱膜，注意及时喷涂相应的养护剂或者浇水养护，要保证养护时间充足，做好最后的收尾工作，切忌出现为赶工期而随意缩短养护周期的情况。

6  裂缝的修复方法

（1）表面修补方法。这种方法适用于裂缝比较小，可以产生的危害也很低时，可以选择适当的材料对裂缝表面进行系统的修补，从而提高混凝土的稳定性。

（2）优化灌浆方法。施工单位又以隧洞的稳定性为基础，选取适合该隧洞建造的灌浆方法，在施工过程中适当加压，减少裂缝的产生。需要选出合适的凝胶材料进行科学系统的填充，从而修复裂缝。

（3）结构加固方法。此方法适用于贯穿性裂缝。当贯穿性裂缝产生时，隧洞处于一个被裂缝贯穿的状态，此时隧洞的稳定性存在问题，技术人员需要通过加固结构，保证裂缝不会进一步扩大。应用于实际中时，技术人员往往通过加固节点，在产生裂缝处增加钢筋，对隧洞结构进行调整。

7  结束语

综上所，在水工隧洞衬砌混凝土施工过程中，尚存在许多问题，裂缝产生原因多种多样，其中很多因素可以通过人为控制进行改善。施工单位要对施工工程严格负责，在建的是尽量避免裂缝的产。当发现裂缝，技术人员要探查裂缝产生的原因，根据实际情况作出调整，作出具有针对性的预防措施，解决裂缝问题。裂缝问题的解决非一朝一夕可成，需要人类与自然各方面的配合完成。

参考文献：

[1] 田春雨.水工隧洞衬砌混凝土温控施工技术进步与防裂效果分析——评《水工隧洞衬砌混凝土温控防裂技术创新与实践》[J].水利水电技术，2020（6）：203.

[2] 聂彦春，朱建文.小断面引水隧洞衬砌裂缝成因分析及处理方法[J].陕西水利，2019（12）：179～181.

[3] 张已学.水工隧洞衬砌混凝土裂缝成因分析及控制措施分析[J].门窗，2019（11）：195.

[4] 华玉多.水工隧洞衬砌混凝土裂缝成因分析及控制措施[C].水与水技术（第9辑）.辽宁省水利学会，2019.