随着公路建设的发展，新建公路越来越多，隧道工程所占的比例也在逐步增大。就目前来说，公路隧道一般都要求二次衬砌施工，采用整体式钢模板台车、泵送混凝土施工工艺，但混凝土在强度逐渐增加的过程中往往会产生裂缝，产生的裂缝不仅影响了工程的观感质量，还给工程质量留下了隐患，因此施工中必须采取合理的工程技术措施，控制和减少混凝土中裂缝的数量和宽度。

1、裂缝的类型

隧道衬砌混凝土裂缝类型主要有：干缩裂缝、温度裂缝、外荷载作用产生的变形裂缝、施工缝处理不当引起的接茬缝等。

1.1干缩裂缝

混凝土在硬化过程中水分逐渐蒸发散失，使水泥石中的凝结胶体干燥收缩产生变形，由于受到围岩和模板的约束，变形产生应力，当应力值超过混凝土的抗拉强度时，就会出现干缩裂缝。干缩裂缝多为表面性的，走向没有规律。影响混凝土干缩裂缝的因素主要有：水泥品种、用量及水灰比，骨料的大小和级配，外加剂品种和掺量。

1.2温度裂缝．

水泥水化过程中产生大量的热量，在混凝土内部和表面间形成温度梯度而产生应力，当温度应力超过混凝土内外的约束力时，就会产生温度裂缝。裂缝宽度冬季较宽，夏季较窄。温度裂缝的产生与二次衬砌混凝土的厚度及水泥的品种、用量有关。

1.3荷载变形裂缝

仰拱和边墙基础的虚碴未清理干净，混凝土浇筑后，基底产生不均匀沉降；模板台车或堵头板没有固定牢固，以及过早脱模，或脱模时混凝土受到较大的外力撞击等都容易产生变形裂缝。荷载变形裂缝在隧道衬砌混凝土病害中占有的比例逐年增大，已经引起了广大工程技术人员的重视。

1.4施工缝（接茬）

施工过程中由于停电、机械故障等原因迫使混凝土浇筑中断时间超过混凝土的初凝时间，继续浇筑混凝土时，原有的混凝土基础表面没有进行凿毛处理，或者凿毛后没有用水冲洗干净，也没有铺水泥砂浆垫层，就在原混凝土表面浇筑混凝土，致使新旧混凝土接茬间出现裂缝。

2、隧道衬砌混凝土裂缝形成的原因分析

混凝土裂缝形成的原因非常复杂，往往是多种不利因素综合作用的结果。据有关统计，施工不规范造成的混凝土裂缝占80％左右，材料质量差或配合比不合理产生的裂缝占15％左右，设计不当引起的裂缝可能占5%。

2.1设计图纸粗糙，建设、监理单位工作随意性大

由于多方面的原因，勘察设计单位无法深入地开展地质勘探工作，隧道围岩类别评价及支护结构设计缺乏科学依据，带有一定的盲性。个别建设单位限于自身管理和专业技术水平的欠缺，任意变更原设计。少数工程由业主的内部人员组成监理机构，监理工作失去了独立性。随着建筑市场的规范，这些问题会逐步得到解决。

2.2施工工艺、操作不规范

(1）隧道开挖成型差，衬砌混凝土厚度严重不均匀，欠挖或初期支护侵入衬砌限界，造成衬砌混凝土厚度不足。个别隧道衬砌混凝土背后存在脱空现象。(2）未开展监控量测工作，仅凭经验来确定二次衬砌的施作时间，安全可靠性差，造成二次衬砌超设计荷载承受围岩压力。

(3）混凝土生产时原材料计量误差大，尤其外加剂的掺加随意性大，没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水量，造成混凝土水灰比增大。在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也比较普遍。

(4）采用整体式钢模板台车施工，混凝土浇筑时振捣差或漏振，混凝土均质性差。

(5）盲目追求施工进度，随意提前脱模时间，使低强度混凝土过量承受荷载，破坏了？混凝土结构。脱模后没有进行混凝土的潮湿养护。

(6）夏季施工时砂、石料露天堆放，无切实有效的降温措施，混凝土入模温度高，冬期施工时采取的防寒保温措施不力。

2.3原材料质量差、配合比设计不合理

水泥品种选择不当，安定性不良，不同批次的水泥混用。碎石、砂级配差，含泥量超标，碎石中石粉含量大，影响了水泥与骨料的胶结。进行配合比设计时，忽视水泥用量增多对混凝土品质的影响，错误认为水泥用量越多，混凝土强度越高。对掺合料和外加剂的选用缺乏专业技术人员的指导，往往达不到预期的效果。

3、预防混凝土裂缝的措施

3.1提高设计精度

加强工程前期地质工作，为设计提供详尽的工程地质、水文地质勘探资料，提高设计的质量。

3.2把好材料进场关，严格控制原材料的质量和技术标准

(1）水泥

施工现场多使用普通硅酸盐水泥，但应尽量减少单位水泥用量。不同品牌、不同规格、不同批次的水泥不能混用。

(2）碎石

根据泵送管路的内径，尽可能选用较大粒径的碎石。严格控制含泥量≤1%，针、片状物含量≤15%，粒径以5~31.5mm为宜，最大不超过40mm。

(3）砂

采用级配良好的中砂，细度模数应为3.0~2.3，粒径小于0.315rain的颗粒含量所占比例宜为15％一20%，严格控制含泥量在3％以内。为方便混凝土的运输、泵送和浇筑，砂率取35%~45%。

(4）水

最好选用饮用水。当采用其他水源时，应按国家现行《混凝土拌合用水标准》(JGJ63）的规定进行检验， PH 值应大于4。水灰比越大，混凝土的干燥收缩越大。严格控制泵送混凝土的用水量是减少裂缝的根本措施。施工中水灰比在0.45~0.55之间，混凝土入泵塌落度控制在（12±2) cm 。

(5）掺合料

推广掺加粉煤灰和膨胀剂的双掺技术，等量替代水泥，以减少水泥用量。对强度等级 c 以下的混凝士，粉煤灰掺量一般为水泥用量的10%~15%，膨胀剂掺量为水泥用量的8%~12%，具体掺量需经试验确定。

①粉煤灰比表面积小，需水量低，不仅能有效降低混凝土的干燥收缩值，还可以改善混凝土的流动性、粘聚性和保水性。在水泥中掺入原状或磨细粉煤灰后，可以降低混凝土中水泥的水化热，推迟水化热峰值的出现，减少绝热条件下的温升，有利于控制温度裂缝的产生。粉煤灰的掺加在水工大体积混凝土施工中应用比较广泛，由于认识、技术上的原因，目前在山岭隧道施工中应用较少。②掺加适量的膨胀剂可以补偿混凝土的收缩，增加密实度，提高混凝土防渗抗裂能力。

(6）外加剂高效减水剂能够有效减少拌合用水，降低水化热，延缓水化热释放速度，从而减少温度裂缝，但掺量过多，会引起混凝土的肿胀和开裂。施工时必须慎重选择外加剂的品种和掺量。

3.3严格混凝土施工工艺

(1）提高钻眼技术水平，优化钻爆参数，提高光面爆破效果，加强隧道开挖断面检测，严格控制超欠挖，为衬砌施工创造良好的条件。

(2）二次衬砌施作时间，应在围岩和初期支护变形基本稳定时进行。当围岩变形较大、流变特性明显，需提前进行二次衬砌时，必须对初期支护或衬砌结构进行加强。

(3）混凝土的拌合

①严格按施工配料单计量，定期检查校正计量装置。加强砂石料含水率检测，及时调整拌合用水量。②控制混凝土的人模温度。夏季施工时，当气温高于32℃时，砂石料、搅拌机应搭设遮阳棚，用冷水冲洗碎石降温。尽量安排在夜间浇筑混凝土。

3.4混凝土的灌注

(1）混凝土在运输和泵送过程中严禁加水。

(2）适当放慢灌注速度，两侧边墙对称分层灌注，到墙、拱交界处停1~1.5h，待边墙混凝土下沉稳定后，再灌注拱部混凝土。

(3）混凝土灌注过程中必须振捣，提高混凝土的密实度和均质性，减少内部微裂缝和气孔，提高抗裂性。

3.5混凝土的脱模、养护

(1）混凝土拆模时的强度必须符合设计或规范要求，严禁未经试验人员同意提前脱模，脱模时不得损伤混凝土。

(2）传统的混凝土洒水养护方法，增加了隧道内的文明施工难度，洒水也不均匀，使混凝土早期强度得不到保证。建议使用喷涂混凝土养护液的方法进行养护。

为保证混凝土的施工质量，预防由于温度、应力等原因而产生的裂缝，严格控制各施工环节，根据以上预防措施，减少混凝土裂缝的产生。

内容来源：砼科技

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