明挖隧道混凝土施工裂纹分析及防治措施

明挖隧道混凝土施工裂纹分析及防治措施

黄海磊

江苏纬信工程咨询有限公司 江苏南京210000

【摘要】混凝土施工是当今建筑行业中不可或缺的一环，其目的在于利用混凝土的刚度和强度来提高工程的稳定性，保障工程的安全性。然而，由于施工方式和材料的差异，混凝土施工过程中会出现裂纹，这些裂纹会严重影响工程的安全性，因此必须采取有效措施来解决这一问题。在道路建设中，明挖隧道的施工是一项至关重要的任务，混凝土施工在其中也承担着重要的角色。因此，有效地处理和预防混凝土施工过程中产生的裂缝，对于维护整个工程的安全至关重要。

【关键词】明挖隧道；裂纹分析；预防措施

1.明挖隧道混凝土施工裂纹形成的原因

1.1因干燥收缩产生

由于施工过程中水泥的选择不当，部分裂纹因干燥收缩产生。为了确保施工质量，在施工过程中，应根据施工地区的特点，选择合适的水泥。在较为潮湿的环境中，应优先考虑水化热较低的水泥，如粉煤灰水泥，而在潮湿的环境中，则不宜使用硅酸盐水泥。

1.2受减水剂的影响

在混凝土施工过程中，减水剂的使用是十分重要的。研究表明，不同类型的减水剂对于混凝土收缩有着不同程度的影响，因此，在选择减水剂时，应该根据实际情况进行综合考虑，最佳的选择是聚丙烯酸减水剂，具有良好的抗裂性，可以有效地降低混凝土的收缩率，达到预期的质量标准。

1.3受形变的影响

随着时间的推移，混凝土在未来的使用过程中，可能会受到内部或外部力的影响而发生形变，这种形变既可能是暂时的，也可能是持久的，而且随着时间的推移，这种形变将变得更加明显。如果没有进行充分的检查，混凝土质量极大程度会出现问题。因此，必须确保混凝土的组成比例、水泥的品种、添加剂的配置、砂的等级以及泥浆的浓度都符合标准。

2.明挖隧道混凝土施工裂纹防治措施

2.1处理措施

（1）表面涂抹方式

对于裂纹处理而言，最常见的修复方法是通过表面涂层来修复。这种方法特别适合于那些较小的和浅的裂缝，因为它没有足够的空间来修补，也不会导致渗水。在施工过程中，可以使用与原来的混凝土颜色接近的浆料，然后轻轻地涂上去。为了确保涂层的均一性，应该多次搅拌，以确保浆料的稠度。通过涂抹环氧树酯浆液，能够有效地修补那些难以填充的、浅层的、没有渗透的裂缝，甚至是没有渗透的，并且能够保证不会渗透水，不会变形，也不会移位。为了让修补后的裂缝的颜色与衬砌的混凝土相匹配，首先会涂抹2~3遍，然后再把水泥、白水泥和107胶按照一定的比例混合，通过采取有效的技术措施，可以有效地修复微小的无害裂缝，使其与隧道混凝土的外观完美融合，获得更优质的结构性能。

（2）灌浆方式

灌浆技术可以有效地处理较大宽度和较小尺寸的裂纹，其效果显著。在实施过程中，首先将灌浆液中的裂缝灌入，然后再进行统一的处理，以达到最佳的效果。

（3）填充方式

针对较大尺寸的贯通裂缝，填充技术可以有效地解决问题。首先，需要精确地把配备好的浆料倒入裂缝，然后再经过精心的处理，使其形成一个坚固而均匀的结构，达到修复的目的。此外，这种技术操作简便，成本也相对较低。

（4）精确控制施工节点

为了保障混凝土的质量，施工周期的科学管理至关重要。正确的浇筑技术可以有效地缩短施工时间，达到更好的结构强度，同时还能有效地防止和消除裂缝的出现。当施工时间不同时，混凝土的凝固时间可能会有所差异，进而导致内部凝结物的分离。这种情况通常会造成裂缝的产生。但是，如果施工人员能够保证混凝土的凝固时间相同，其强度就会得到改善。为了达到最优的施工效果，施工企业必须精细把握每一个施工环节，并采取有序、合理的方式进行施工。

（5）降低混凝土水化热

①建议采用低热水泥，例如粉煤灰和矿渣水泥，而不是普通硅酸盐水泥。在选择水泥时，应该尽可能地避免使用过于粘稠的水泥。②研究发现，将高质量的粉煤灰添加到混凝土中可以有效地取代水泥，这是因为其具有球形结构，能够产生出独特的球效应，达到优异的润滑作用。国内外的大量实验研究和工程实践也证实了这一观点。采用先进的配料技术，可以显著提升混凝土的结构强度、流动性和耐水性。③通过添加适当的减水剂、塑化剂和慢凝剂，能够明显改善混凝土的粘结性、流动性和保水性能，同时具备良好的水还原性，节省水资源，增强混凝土的抗压能力，并且能够降低水化热，抑制热放电峰值的出现，有效地抑制温度变化引起的裂缝。④如果需要，可以将冷却水管埋入混凝土中，这样可以显著降低混凝土内部的温度。

2.2预防措施

（1）干裂的预防措施

对于干缩的裂纹主要有以下几种预防的措施：①在选用水泥材料时，应尽可能地使用具有较低收缩率的材料，这样可以确保在相对干燥的条件下，其可以承受的压力和温度都很低，避免发生形变的问题。②在施工过程中，必须严格控制水灰比，并加入适当的减水剂。然而，在以往的实践中，由于水灰比例不协调，混凝土中会含有大量水分，一旦这些水分蒸发，就会导致混凝土出现裂缝，影响混凝土的使用寿命和性能。③为了确保混凝土的质量，必须对它的配合比进行精确的控制。④完工后，为了维护隧道的安全性和可靠性，必须定期对其进行维护和保养，并且应该采取合理的收缩缝设计，以避免出现裂缝。

（2）温度裂缝的预防措施

导致裂纹发生的重要原因，那就是由于温度变化造成的。因此，应该采取措施来避免温度裂纹的发生。首先，注意控制水泥的使用温度，以确保不会因温度导致裂纹的形成。其次，应该使用耐高温的材料，以降低材料的膨胀率。在实际的工程中，如果没有选择合适的水泥，就会出现严重的裂纹，为了避免这种情况的发生，可以选择能够承受高温和低温的水泥。为了减少裂纹的产生，应该适当减少对水泥的使用，同时改进施工工艺，并设置温度收缩缝。

（3）形变的预防措施

通常情况下，形变裂缝都是由于外界环境的影响而产生的，为了有效地避免这种情况的发生，可以采取如下措施：①在施工材料的选择上，应当优先考虑强度较高、干缩值较低的水泥，以此来提升混凝土的强度和结构的刚度，增强其承载能力，并有效防止裂缝的出现，这是解决形变裂缝问题的最佳方式。②在施工过程中，必须精确掌握水泥的配合比，并且确保混凝土的湿润度达到最佳状态。以往的施工实践表明，若没有正确的加压和浇灌，混凝土的内部结构将变得脆弱，导致承受荷载的能力大幅度减弱，因此，使用适合的浇筑技术至关重要。③在隧道使用过程中，养护工作至关重要，尤其是早期养护。通过对混凝土进行适当的养护，可以有效地修复较小的裂缝，减少裂缝扩大的可能性，提高隧道的使用寿命和安全性。

（4）施工管理引起的预防措施

施工管理是一个复杂的过程，涉及到对材料的精确配置、合理使用符合施工标准的混凝土搅拌机械、采用高效的自动计量装置、采用专门的混凝土运输车辆，并且采取有效的措施来防止隔离、泥浆泄漏、渗水等问题，减少对工程或企业的影响，并有效防止混凝土收缩裂缝的发生。在开始浇筑混凝土结构之前，员工应该仔细检查模板，确认模板没有被碎片或油污堵塞，并且完全清除。另外，通常情况下，混凝土的自由浇筑高度会低于2米。为了确保浇筑过程能够持续顺利，如果出现断流，则需要采取科学的措施来解决。在开始混凝土施工之前，工人必须特别注意预留接缝。通常，会先铺上一层厚约15毫米的水泥砂浆，其比例与混凝土灰砂相同，但略低于水灰比例。为了确保混凝土的强度达到2.5mpa的标准，工人还需要从整体上改进施工技术，使用新的操作方法，进行混凝土维护和除模等一系列工作。

3.结语

随着中国社会经济的迅猛增长，基础设施的建设也取得了长足的进步，这就提出了对于明挖隧道混凝土施工的更严格的标准。若是没能及时解决混凝土裂缝的问题，就会严重阻碍工程的完成，并且可能带来潜在的安全风险。采用多种有效的预防与修复技术，有助于改善工程的总体安全性，降低工程成本，实现更高的经济效益。

【参考文献】

[1]刘军.明挖隧道混凝土施工裂纹分析及防治措施[J].技术与市场,2021,28(3):128-129.

[2]王先平,赵笑,王吉成.高速铁路明挖隧道混凝土施工裂纹分析与防治措施[J].工程技术研究,2019,4(24):137-138.

[3]李英霞.建筑工程施工大体积混凝土裂缝防治措施[J].山西建筑，2018，13（27）：97-99.