公路隧道裂缝成因及防治的几点建议

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1、公路隧道裂缝成因及防治的几点建议摘要：公路隧道裂缝是影响公路隧道安全性的重要因素，其经常由于施工操作 不当，设计不精、环境恶劣、施工材料不佳等情况出现衬砌裂缝问题，从而影响 了公路隧道的运营，基于此，本文将分析公路隧道裂缝类型，探究衬砌裂缝的具 体影响因素，并提出相应的防治建议，旨在提高整体公路隧道的质量，保证人们 的安全出行。关键词：公路隧道；裂缝成因；防治措施刖言：在公路隧道实际运营过程中，由于设计方案、施工不规范、衬砌岩层结构变 化等因素，导致衬砌整体受力发生变化，当结构受力变化达到一定程度后，就会 出现裂缝，让整体的公路隧道稳定性受到影响。所以，需要总结以往公路隧道出 现裂缝的原因，并

2、提出相应的防治措施，解决公路隧道裂缝问题，避免降低经济 效益，影响人们安全出行的情况。一、公路隧道裂缝类型根据隧道衬砌裂缝分布情况，可将其分为三种类型，即纵向裂缝、横向裂缝、 环向裂缝，具体如下：1. 纵向裂缝公路隧道衬砌纵向裂缝，其主要是指与隧道轴线平行的裂缝，经常出现在拱 部、边墙位置，此种类型裂缝危害性较大，若是没有在裂缝出现时及时处理，在 长时间的使用中裂缝不断发展，可能会出现隧道掉拱、边墙断裂等情况，更甚至 会导致整个裂缝坍塌1。（如图1边墙纵向龟状裂缝）图1边墙纵向龟状裂缝2. 横向裂缝横向裂缝与隧道纵轴之间的夹角为45，成因相对复杂，通常情况下，由于滑 坡走向不稳定这种岩层应力造

3、成的裂缝，对于公路隧道的安全影响仅次于纵向裂 缝，也需要及时解决。3. 环向裂缝若是出现沉降缝、纵向荷载、围岩地质变化等情况，就会造成环向裂缝的出 现，通常出现在岩石地层、洞口交接处、不良地质等位置，在公路隧道的安全稳 定性中，此种裂缝对其影响最小。二、公路隧道裂缝原因公路隧道衬砌出现裂缝，主要是由于以下几种原因：1. 环境材料产生裂缝公路隧道的环境、湿度等变化，混凝土不均性、材料质量，还有对混凝土造 成侵蚀的酸、碱、盐等都会导致衬砌出现裂缝。在混凝土硬化期间，水泥将会释 放出大量的热，随着内部温度的上升，表面也会出现拉应力，降温中又会受到基 础混凝土的制约，其内部也会出现拉应力2。当外部气温

4、降低后也会在衬砌混凝 土表面造成拉应力。这种拉应力到达一定限度时，超出混凝土的抗裂能力，就会 导致裂缝的出现。通常会由于温度的变化造成裂缝，衬砌混凝土施工过程中，主要在三方面出 现温差变化：其一，混凝土浇筑初期。混凝土属于热的不良导体，浇筑初期将会 产生大量的水化热，凝聚在混凝土内部，不会轻易散发出去，从而让混凝土内部 温度上升，但是混凝土外部是室外环境温度，形成了混凝土内外温度差，在凝结 初期出现拉应力大于混凝土抗压能力时，就会导致裂缝出现；其二，拆模时。表 面温度骤降，出现温度差导致裂缝出现；其三，混凝土内部温度最高，在热量散 发会温度又下降至最低，就会出现其内部的温度差。这三种情况都会导

5、致裂缝的 产生，经常会导致衬砌出现纵向裂缝，即在拱顶位置附近、施工缝附近等。裂缝的出现还与混凝土质量有关，骨料大小、外加剂品种等都会导致混凝土 质量出现问题，从而在工程后衬砌出现裂缝3。水泥活性大，或水灰比较低、混 凝土温度高，这时混凝土泌水减少，其表面蒸发的水不会得到补充，混凝土还处 于塑性阶段，只要收到拉力影响，表面就会有不规则裂缝出现。当此种裂缝出现 后，其水分蒸发加剧，裂缝将会持续扩大。2. 施工不规范产生裂缝由于施工不规范产生的衬砌裂缝，其主要表现在以下几方面：其一，隧道开挖不规范，此种情况是由于局部欠挖，让二次衬砌混凝土出现 不均匀，从而导致裂缝出现。其二，没有依据隧道工程相关标准

6、对施工技术进行检测，当初期支护还不稳 定时，就进行二次衬砌，从而让隧道衬砌承载力不能满足最初的设计需求，后期 就会出现裂缝3。其三，施工中使用整体式钢板台车，施工人员有疏忽等原因会忽视混凝土振 捣，出现振捣不密或不振捣情况，混凝土不均匀就会导致裂缝出现。其四，为了追赶施工工期，完全不顾客观标准，当混凝土还处于不凝固状态， 就进行下一步操作，承载力达不到隧道工程需求。其四，没有根据隧道施工原材料特点进行保存，混凝土养护、运输工作不到 位等，就会造成混凝土失去其应有的性质，导致裂缝出现。其五，混凝土配比不当，就会造成质量问题，导致公路隧道在使用过程中出 现裂缝，其主要是由于水泥用量过大、含砂率不当

7、、水灰比大、骨料种类与外加 剂种类选择不当等问题，者几种因素之间相互关联，只要有其中一项存在问题， 就会让整体的混凝土配比失衡。如水泥量增加则混凝土强度下降、含泥量过大则 混凝土收缩增强、骨料粒径越小则收缩量越大等，这些对于混凝土质量都具有一 定影响，最终出现衬砌裂缝。4.设计不精产生裂缝公路隧道施工之前，设计人员没有全面勘察施工现场的水文地质情况，导致 在施工过程中出现安全隐患问题。并且，监管系统的落后让各个部门之间不能及 时发现隧道工程问题，沟通不及时，影响了整体的施工质量。三、公路隧道裂缝防治建议及措施1.裂缝防治措施1.1贯穿裂缝防治措施衬砌混凝土出现贯通性裂缝安全危害较大，需要使用有

8、效的方法治理。应当 沿着裂缝的方向凿成V型槽，深度为3cm，宽度为5cm，在槽内每隔0.5m钻一 个小孔，深度是衬砌厚度的1/2即可，不能将衬砌穿透，防止出现跑浆情况。用 清水清理槽中粉尘杂物，孔内插入压浆管，锚固使用环氧树脂水泥砂浆，并用灰 刀将砂浆抹光压实。环氧树脂砂浆具有一定强度后，在水泥中以0.2MPa压强压 入，结束后检查压浆效果，其表面用调色料处理，保持其美观性。1.2非贯穿裂缝防治措施由于公路隧道中，衬砌结构要求较高，可以使用嵌补方式补足非贯穿裂缝， 可以使用环氧树脂，其具有粘结力、内聚力大的特点你，可以保持整体混凝土衬 砌的完整性。1.3密集裂缝防治措施衬砌厚度不足或者后背存在

9、空洞导致的密集裂缝，需要同时进行地层加固与 防水处理4。可以延裂缝两侧，每隔0.4m就交错布点，凿成的方槽为 10*10*5cm，使用风动凿岩机钻孔，深度3m，安装注浆锚杆，将水泥砂浆注入其 中，水灰比为1： 1，灰砂比1： 4,施工过程中应当按照从下到上的顺序注浆， 压力为0.5MPa。当注浆结束后，需要检查注浆效果，另外再凿新孔，在0.8MPa 压强下注入纯水泥浆，达到规定压力后，砂浆注入不进去，则已经注满，锚杆垫 板在注浆24小时后安装，并用环氧树脂砂浆将方槽磨平，同样适用调色料处理 外观。1.4剥落处理若是在剥落后衬砌稳定性较差，但是还没有完全失去承载能力及稳定性时， 可以使用增加衬砌

10、后背控制压力的方法，以注浆为主、结构为辅进行加固，控制 结构变形，保证结构安全，在结构加固中可以选择网喷混凝土或锚杆加固的措施。2.裂缝防治建议2.1规范材料选用衬砌混凝土选材十分重要，是衬砌质量保障的根本所在，因此，在选择混凝 土材料是需要严格控制其质量。水泥，不能讲不通规格、品牌、批次的水泥混合使用，施工现场大多数使用 硅酸盐水泥，但应当减少对单位水泥的使用；砂，使用中砂，粒径在0.32mm以 下，所占比例约为18%，细度模数约为2.5，含泥量应当小于2%，为了让混凝土 运输更加方便，砂率约为40%；碎石，要依据泵送管内径选择粒径较大的随时， 其含泥量应当小于1%，片状物及针状物小于15%

11、，粒径应当在30mm以下，最 大不能大于35mm；水，选择饮用水，外加剂的种类与掺量需要严格控制，为了 减少拌合用水，可以使用高效减水剂，其具有延缓水热化释放、降低水热化程度 的作用，避免由于温差出现混凝土裂缝情况。若是高效减水剂掺量过多，就会让 混凝土开裂肿胀。2.2提高设计精度若是想要让设计精度有所提高，就应当在工程前完善地质勘察报告，尤其是 施工水文地质特点，对其全面分析后，才能做出有效的判断，计算衬砌承载力及 围岩承载力，通过设计方案的完善及监管制度的贯彻落实，可以为公路隧道施工 质量的提升奠定稳定的基础5。2.3控制施工质量当公路隧道施工时，为了保证其施工质量，就需要对施工的各个环节

12、进行有 效控制。首先，使用爆破技术时需要对钻爆参数进行控制，检测隧道断面，让隧道施 工环境处于较为良好的状态；其次，保证初期支护结构与围岩变性一致，提升二 次衬砌质量，若是出现明显的流变特性或者围岩变形情况时，就需要加固支护结 构与衬砌承载力；再次，控制混凝土配比，在配料过程中严格检查砂石含水率，方便对拌和水 量的调整，用掺和粉煤等方法减少水泥的使用，降低水化热，并且其中需要有减 水、缓凝、曾坦作用的外加剂，改进混凝土流动性与保水性，若是夏季施工，温 度较高则需要在搅拌时搭设遮阳棚，可在夜间建筑混凝土。最后，浇筑混凝土，入模时混凝土不能继续浇水，在浇筑之前控制混凝土振 捣，让混凝土处于密实状态

13、，保证浇筑速度。为了避免混凝土中出现空洞，降低 其内部强度，在浇筑工作完成之后，只有强度达到标准之后才能脱模，严禁出现 为了工期提前脱模的情况，脱模后对混凝土进行保湿处理，从而保证工程质量， 避免混凝土强度不达标。总结：总之，随着交通行业的不断发展，公路隧道裂缝问题却愈发严重，影 响了人们的出行安全及运用效果，需要根据裂缝成因提出相应的防治措施，本文 主要提出了裂缝防治措施，通过控制施工材料、设计精度、施工质量等方法，利 用事前预防控制降低衬砌裂缝问题的出现，只有严格控制施工过程，保证每一环 节符合相应要求，才能整体提升公路隧道质量。参考文献：1 廖志宣.公路隧道裂缝成因及防治的几点建议J.低碳世界，2017（7）： 194-195.2 汪金育.贵州省高速公路隧道病害统计及成因分析J.公路，2017，62（7）： 335.3 张治凯.公路隧道裂缝的原因分析与防治技术J.四川建材，2016, 42（5）： 105-106.4 黄杰.高速公路隧道衬砌纵向裂缝成因分析J.兰州理工大学学报，2017，43（6）： 144-148.5 王心刚.运营公路隧道常见结构病害成因分析及施工控制建议J.公路交通 科技（应用技术版），2017（9）： 51-52.