隧道二衬混凝土开裂的原因与治理措施探究

隧道二衬混凝土开裂的原因与治理措施探究

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摘要:分析隧道二衬混凝土开裂的主要原因并探究治理措施,得出二衬混凝土开裂主要原因有设计不合理、施工工艺选择不当及现场操作不规范等。结合隧道上述原因进行预防,并且进行深度研究,制定出混凝土浇筑的施工方案,包括浇筑过程中混凝土温度监控、混凝土施工过程温度控制、温度拉应力裂缝控制、碱骨料反应控制、施工工艺改进等有效治理措施,从而全面阐述隧道二衬混凝土开裂的原因与治理措施。

关键词:隧道;二衬混凝土;开裂的原因;治理措施

引言:

随着国民经济的不断发展,公路和铁路建设也不断完善,山岭隧道工程数量不断增加。现阶段隧道建设过程中二衬施工通常采用整体式钢模板台车和泵送混凝土施工技术。但是大部分隧道二衬混凝土浇筑完成后会出现裂缝,在一定程度上影响工程质量和整体效果。在隧道二衬混凝土施工中,应该结合工程实际情况制定有针对性的浇筑方案,这样才能够有效减少裂缝数量及裂缝宽度,从而提升工程质量。

1.隧道二衬混凝土开裂的原因

1.1设计不合理

现阶段国内大部分隧道在施工阶段没有针对现场情况向设计单位进行反馈并要求设计单位对设计方案进行完善。特别是在地质勘察阶段,受当前技术水平的制约,地质勘察工作无法准确的判断隧道周围岩体的详细状况,因此设计工作具有一定的盲目性,还有个别单位缺乏自身管理制度,对设计方案进行随意变更。

1.2施工工艺选择不当或现场操作不规范

在施工初期,如果没有进行针对性的勘察和计算,会造成隧道开挖轮廓较差,衬砌混凝土厚度也会出现不均匀的现象。个别隧道衬砌混凝土背后出现脱空、防水处理不当等问题,有的还会出现防水板破损的现象。因此,在开挖过程中,需要制定可行的监督管理制度,对开挖、初支施作、防水板铺设、二衬浇筑等工作进行有效的监督和指导。在隧道开挖初期,相关人员需要进行详细测量,反复测量,保证数据真实性和准确性等,防止二衬受力超过设计值,引发安全事故。在隧道施工过程中,需要对混凝土配合比及用量进行准确计算及试验验证,防止出现较大的误差对工程带来不利影响。部分隧道使用的混凝土中外加剂的添加随意性比较大,没有根据砂石的实际含水量进行调整,导致混凝土水灰比增大,甚至在混凝土运输中出现加水的现象。隧道二衬施作采用整体式模版台车施工,混凝土浇筑中会出现不振捣或者漏振的现象,导致混凝土的密度不够均匀,影响建筑施工质量。同时,在施工现场需要对施工材料进行科学管理,对材料进行分类,做好相关工作。

2.二衬混凝土裂缝病害预防

2.1结合工程实际情况进行施工

结合施工相关要求,完善施工管理计划,事前进行预控,完善施工过程中的管理制度,制定防止二衬混凝土开裂的措施,这是提高二次衬砌混凝土浇筑质量最好的方式。为使施工质量能够达到预期要求,应该在设计环节中,对地质环境进行全面勘察。只有全面了解现场的地质构造、水文地理和湿度变化等情况,相关技术人员才能对施工设计进行针对性指导,保证衬砌和支护的承载能力。如果在隧道施工阶段发现施工实际情况和图纸存在差异,一定对及时反馈,要求相关单位对图纸进行完善,以便现场施工人员对方案进行调整,避免出现质量隐患及安全问题。

2.2加强材料检测

工程质量的好坏与施工材料有着直接的关系。材料检测主要有砂石、水泥和外加剂等材料。在施工现场按照要求对施工材料进行储存及应用。水泥材料不能混用,并且需要根据设计要求对砂石料进行筛选。同时科学合理的把控外加剂的类别和添加量,这样才能有效防止混凝土出现裂缝。相关工作人员需要对温度进行控制,将混凝土入模温度控制在20℃左右。在混凝土拆模的过程中,还应对混凝土的温度进行控制,包括表面的温度,中心温度以及外界的温度等。同时还应采用内部降温的方式,对混凝土内外温差进行控制,保温法也是一种非常有效的方式。混凝土的凝结是一个缓慢散热的过程中,通过对混凝土内外温差进行控制及混凝土表层布设抗裂钢筋片,能够有效控制混凝土出现干裂的现象。在开挖爆破的过程中,需要控制好炸药的用量,避免对已浇筑的混凝土产生不利影响,同时还能起到缓释应力的作用,避免其对二衬混凝土的破坏。

3.施工现场控制有效措施

3.1制定有针对性的混凝土浇筑施工方案

施工现场需要制定完善的施工方案,够保证施工顺利进行。控制二衬混凝土出现温度裂缝,主要采用延缓温差和降温的方法,同时还应该结合工程的实际情况对浇筑顺序、混凝土流向以及浇筑厚度等指标进行完善。控制混凝土入模温度,加强混凝土振捣,同时还需要加强对混凝土振捣的时间和距离的控制,从根本上保证混凝土的质量。在现场施工过程中,施工人员需要保证混凝土浇筑均匀密实,管理人员需制定完善的管理制度,保证施工顺利进行,确保不留冷缝。浇筑后对混凝土表面较厚的水泥浆进行控制,防止表面出现龟裂现象。混凝土浇筑完成及拆模后,立即采取有效的保温措施并按规定对混凝土进行养生。

3.2混凝土温度监控

在混凝土的内部和外部设置温度监测点,在施工现场采集温度数据,对相关数据进行分析和整理等,保证每一个监测点的温度值和各检测位置数据的准确和真实。对采集到的数据进行研究调整并制定控制措施,防止混凝土出现温度裂缝。

3.3施工温度控制

二衬混凝土施工过程中要想降低混凝土入模温度,需要采取施工控制措施。可以通过撒冷水对水泥罐进行降温,还可以在必要时对搅拌好的混凝土进行降温处理,从而降低混凝土入模温度。

3.4温度拉应力裂缝控制

混凝土在凝结过程中水泥水化反应放出热量,导致构件中心与边缘出现温度差而产生拉应力,该拉应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土就会开裂。水泥用量越多,混凝土入模温度越高,发生温度拉应力裂缝的可能性就越大。因此,降低混凝土入模温度,降低原材料的温度,加强养护,确保混凝土内部降温外部保温、降低混凝土内外温差等是防止混凝土出现温度裂缝的主要措施。

3.5碱骨料反应

碱骨料反应是混凝土耐久性的重要指标,隧道非常重视碱骨料反应,一般认为当使用的骨料具有碱活动性,单位体积混凝土含碱量又较高时,就可能发生膨胀性碱骨料反应,而非活性碱骨料是不发生碱骨料反应的。因此,严格控制骨料源头,保证各种原材料规格、质量与配合比设计试验一致,从而保证不发生碱骨料反应。

结语:

裂缝是二衬混凝土结构中普遍存在的一种现象。它的出现不仅会降低结构物的抗渗能力,影响结构物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,从而降低整体结构的耐久性,因此要对裂缝认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的措施来预防裂缝的出现和发展,保证结构物安全、稳定的工作。

参考文献:

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