隧道裂纹分类、成因、处理

一、隧道裂纹的分类

令狐采学

根据工程实践，我们发现裂纹在隧道工程施工中是比较常见的病害，而且形式多式多样，根据裂纹种类不一，处理方法各有不同，处理难度也不同。它一般可以分为三大类：1、温度裂纹；

2、施工缝裂纹；

3、沉降缝收缩裂纹。

1、温度裂纹：温度裂纹也叫温差裂纹，表面温度裂缝走向无一定规律，大体积混凝土结构的裂缝常纵横交错。深进的和贯穿的温度裂纹，一般于短边方向平行或接近平行，裂缝沿全长分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，一般在0.5mm以下，沿全长没有多大变化。表面温度裂缝多发生在施工期间，深进的和贯穿的多发生在浇筑后2～3个月或更长时间，裂缝受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较窄。

2、施工缝裂纹：隧道二衬混凝土一般按照每台车9m或12m 进行分段浇筑，每9m或12m端头有两处施工缝，即新、旧混凝土施工缝。施工缝因受拉力影响，容易造成缝边开裂，称为施工缝裂纹。

3、沉降缝收缩裂纹：因地质结构影响造成构造物不均匀沉降而出现的裂纹称为沉降缝。

二、裂纹成因分析

1、温度裂纹成因分析

表面温度裂纹，多由于温差较大引起的。混凝土结构构件，特别是隧道大体积混凝土基础浇筑后，在硬化期间水泥放出大量的水化热，内部温度不断升高，使混凝土表面和内部温差较大。当温度产生非均匀的降温差时，将导致混凝土表面急剧的温度变化，产生较大的降温收缩，此时表面受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力，而混凝土早期抗拉强度较低，因而出现裂缝，但这种温差仅在表面出较大，离开表面就很快减弱，因此，裂缝只在接近表面较浅的范围内出现，表层以下的结构仍保持完整。

2、施工缝裂纹成因分析

混凝土分层或分段浇筑时，接头位置处理不好，在新旧混凝土的施工缝之间出现裂缝。在新旧混凝土接触面若未控制好每台车止水带处混凝土面线性，很容易出现不规则性裂纹，所有说在施工二衬每台车混凝土时，需事先加固好封堵面模板，以免在大体积混凝土浇筑时，由于压力较大，造成模板变形，而最终导致施工缝线性不规则，影响整体观感度。

3、沉降缝裂纹成因分析

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构物中产生附加应力，超过结构物的抵抗能力，导致整个结构开裂。①地基不均匀沉降。地基地质差别较大，由上部荷载对地基土产生较

大压力时，地基由于压缩性能不同引起沉降不均。②结构荷载差异太大。在地质情况较均匀的情况下，各部分基础荷载差异太大时，也可能引起不均匀沉降。③新旧砼之间引起的不均匀沉降。

三、裂纹处理技术

现根据道墟隧道工程实践中所遇到的情况进行各类裂缝的处理，并提出应如何进行裂缝处理技术措施。

1、温度裂纹处理技术

（1）表面处理法：包括表面涂抹和表面贴补法两种。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及结构稳定的裂缝。表面贴补法适用于大面积漏水的防渗堵裂纹。

（2）填充法：用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝（〉0.3mm），作业简单，费用低。宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开Ｖ型槽，然后作填充处理。

（3）灌浆法：此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。

2、施工缝裂纹

①施工缝不规格裂纹弧度较小

通过现场勘查，二衬施工缝不规格裂纹摆动弧度较小，可以纵向顺着原有施工缝进行切割，保证切割线性，再清除施工缝两侧混凝土碎块，再打磨圆滑即可。

②施工缝不规格裂纹弧度较大

施工缝不规格裂纹摆动弧度较大情况，我们主要采用沿着既有施工缝重新切割新的施工缝，再清除该处大面积易掉块的砼块，后进行挂网植筋处理，调整好修补料色差修复即可。

1）挂网植筋施工工艺

凿除松散混凝土清理钻孔清孔孔径孔深验证干燥清孔钢筋除锈处理预注植筋胶注胶植筋拉拔试验挂网立模浇筑修补料。

2）施工步骤

①植筋定位。按照方案要求现场标注植筋具体位置。

②钻孔。根据现场实际情况，钻孔时，采用电钻进行，钻孔时须保证钻头与植筋面保持垂直，保证孔径与孔深尺寸确定。若在钻孔中发现钻头钻到钢筋，可以错位避开钢筋后重新钻孔，但移位距离孔不宜过大。

③清孔。钻孔过程中或钻孔完毕后，会出现大量的粉尘，因此需要及时清空，确保植筋胶能彻底锚固。清孔先用钢丝刷刷洗，

后用棉丝刷刷洗，确保孔内碎渣及粉尘清理干净。清孔后须保证孔内无积水，方可灌入植筋胶。清孔后若长时间未进行植筋施工，应将植筋孔封闭，放置粉尘及杂物进入。

④注胶。将套管直接安装在手动注射枪管口，慢慢注射，这样可以排除孔内空气。

⑤植筋。植筋中要保持植入钢筋无锈蚀，有锈蚀的要进行除锈处理。植筋胶注入后要及时进行植筋。在植筋过程中，将钢筋缓慢旋转至孔底，以免出现气泡。为保证注入胶分部均匀，钢筋插入后应出现少量植筋胶外溢，若发现有气泡，说明孔内不实，应重新注胶。

⑥在植入钢筋面悬挂钢丝网片，网片内用修补料填充饱满。

⑦钢筋植入孔内至完全凝固前，人员不得随意扰动钢筋。

3、沉降缝裂纹处理技术

根据现场裂纹长度，选择几个观测点，做好标记，按周期对裂纹进行观测，观测裂纹在周期内无任何变化，若发生变化，可另外选择施工方案进行处理；若未发生变化，可以按上述结构干缩裂纹施工方法进行处理。