論文導讀：隧道二次襯砌裂縫是隧道的嚴重病害之一，裂縫的產生對安全、質量甚至運營帶來不利影響，本文結合工程所處環境及混凝土施工中遇到的問題展開分析，對二次襯砌混凝土的裂縫成因進行了簡要討論，提出了裂縫產生的幾種關鍵影響因素，并對預防裂縫產生及裂縫的修補提出建議，以更大程度地避免裂縫的產生。
關鍵詞：裂縫溫度荷載變形施工縫

　　0 引言
　　近年來，我國鐵路基礎建設事業迅猛發展，山嶺地區新建鐵路越來越多，隧道工程所占的比例逐步增大。隧道襯砌混凝土開裂現象較為常見，經常困擾著隧道施工技術人員。如果對施工過程進行更加精細管理，或有針對性地采取一定的措施，很多襯砌混凝土裂縫是可以控制的�，F結合某客運專線鐵路隧道施工過程中遇到的二次襯砌開裂問題進行簡要分析，提出幾點在施工中切實可行的辦法，以做到防患未然�；炷�土裂縫主要指寬度大于0.2mm[1,2,3,4]的裂縫，尤其是貫穿裂縫危害最大。隧道裂縫將影響隧道結構的穩定，縮短隧道使用壽命，導致巨大的經濟損失[5]。
　　1 工程概況
　　某隧道全長約3km，處花崗巖地層，年最高氣溫37攝氏度，最低氣溫-3攝氏度，最冷月平均氣溫3.6攝氏度。
　　在開工一年后，隧道內各種地段存在不同程度的裂縫，其中有8條貫穿裂縫，有7條位于距洞口300米以內的地段。論文檢測，裂縫溫度荷載變形施工縫。論文檢測，裂縫溫度荷載變形施工縫。1條裂縫位于距洞口300m~1000m的已施做二次襯砌地段。裂縫最寬處達2mm，屬嚴重裂縫。
　　表1 裂縫基本情況
　　

二次襯砌貫穿裂縫對隧道的危害最大，首先，貫穿裂縫降低了二襯混凝土的整體受力能力，帶來施工甚至運營的安全隱患，其次，貫穿裂縫形成良好的滲水通道，混凝土及鋼筋腐蝕速度加快，且裂縫的治理造成成本的大量浪費。
　　2 裂縫成因種類判別
　　隧道內二次襯砌混凝土裂縫的成因很復雜，但是，在主觀方面，施工技術、設計占一定比例客觀方面，混凝土性能及環境變化也占很大比例。隧道內二次襯砌混凝土裂縫類型主要有：干縮裂縫、溫度裂縫、外荷載作用產生的變形裂縫、施工縫處理不當引起的接茬縫等其中
　　干縮裂縫：混凝土在硬化過程中水分逐漸蒸發，使新澆混凝土膠凝材料由于失水產生變形，變形產生應力，當應力超過混凝土的抗拉強度時，便會形成裂縫。干縮裂縫一般發生在混凝土表面，走向沒有規律，但是隧道的環形混凝土結構，決定了混凝土有的受力分布，裂縫一般產生在環向的位置，且寬度較小。影響混凝土干縮裂縫的主要因素有：水泥用量及水膠比、骨料級配及脫模后的養生。其中，養護可以改善這一問題，砼澆筑完成后養護不及時或措施不得力，會造成混凝土早期干縮，形成裂縫[6]。干縮裂縫為貫穿裂縫的產生提供了最初條件。
　　溫度裂縫：水泥水化過程中產生大量的熱量，在混凝土內部和表面間形成溫度梯度而產生應力，當溫度應力超過混凝土內外的約束力時,就會產生溫度裂縫。裂縫冬季較寬，夏季較窄。溫度裂縫的產生主要與二次襯砌混凝土的厚度及水泥的品種、用量及水膠比有關。
　　荷載變形裂縫：仰拱和邊墻基礎的虛碴未清理干凈，混凝土澆筑后，基底產生不均勻沉降，模板臺車或堵頭板沒有固定牢固,以及過早脫模，或脫模時混凝土受到較大的外力撞擊等都容易產生變形裂縫。荷載變形裂縫在隧道襯砌混凝土病害中占有的比例逐年增大，已經引起了廣大工程技術人員的重視。由于基礎土體軟硬不均，或局部存在松動土，即使在相同的外荷載作用下，也會產生不同的沉降量，從而引起混凝土開裂[7]。
　　接茬縫：施工過程中由于停電、機械故障等原因迫使混凝土澆筑中斷時間超過混凝土的初凝時間，繼續澆筑混凝土時，原有的混凝土基礎表面沒有進行鑿毛處理，或者鑿毛后沒有用水沖洗干凈，也沒有鋪水泥砂漿墊層，就在原混凝土表面澆筑混凝土,致使新舊混凝土接茬間出現裂縫。
　　就此隧道出現的裂縫進行分析，襯砌混凝土設計厚度為30cm，排除了接茬縫及溫度裂縫的因素，干縮裂縫及變形裂縫可能占了很大比例。論文檢測，裂縫溫度荷載變形施工縫。
　　3 裂縫成因分析
　　3.1施工影響因素分析
　　隧道從洞口至300m地段，圍巖條件較差，設計為鋼筋混凝土，且隧道底部設計有混凝土仰拱，排除了二次襯砌產生荷載變形的影響因素，但是鋼筋的設置并不能有效地避免裂縫的發展。300m~1000m地段圍巖情況較優，屬二級圍巖，無混凝土仰拱，可能因施工不精細等原因存在干縮裂縫及荷載變形裂縫。
　　混凝土脫模后養護措施不到位，造成干縮裂縫的大量產生。
　　任何尚無荷載作用的混凝土，它的組合材料包括水泥、水、砂、石、外加劑及摻合料等組分相互物理化學作用硬化成為一種多空隙復合材料，由于初始溫度收縮應力作用而形成內部許多微觀裂縫，這種裂縫在外力（包括失水收縮）作用下不斷擴展，成為宏觀裂縫，繼續擴展對素混凝土迅速導致破壞。此外，設置了仰拱的地段，仰拱的澆筑與二次襯砌的混凝土澆筑是分開進行的，且仰拱的施作進尺較大，一般一次施作20m左右，即仰拱施工縫間距為20m，但是二次襯砌模板臺車長度僅為10m，便造成了仰拱混凝土與二次襯砌混凝土收縮不同步，二者相互影響，造成與施工縫相鄰的混凝土部位產生拉裂。
　　3.2混凝土性能影響因素分析
　　自從70年代末(1978～1979年)我國混凝土施工工藝產生了巨大的進步——泵送商品混凝土工藝。從過去的干硬性、低動性、現場攪拌混凝土轉向集中攪拌，轉向大流動性泵送澆注，水泥用量增加，砂率增加，骨料粒徑減小，用水量增加等導致收縮及水化熱增加。
　　鋼筋混凝土設計強度等級為C30，素混凝土設計強度等級為C25。雖然混凝土中摻有占膠凝材料用量25%的粉煤灰、0.8%的高效減水劑以降低混凝土的水化熱，但是干縮裂縫仍難以避免�；炷�土56d強度滿足設計，但是經試驗結果顯示，此處混凝土試件在養護至齡期一年后，強度均較高，C25及C30混凝土強度均達到C40等級以上。過高的強度對細微裂縫的產生有抑制作用，但是一旦混凝土已經產生了細微裂縫的情況下，對混凝土內部應力的重新分配造成不利影響，結果會加劇早期產生的細微裂縫向貫穿裂縫的發展。論文檢測，裂縫溫度荷載變形施工縫。雖然襯砌內部有些設置了鋼筋，但是鋼筋的強度遠遠比不上混凝土收縮的內應力。
　　3.3環境影響因素
　　隧道地處微凍環境，施工過程中洞口段混凝土受環境溫度變化影響很明顯，較多裂縫產生在洞口段便說明了這一原因，洞內較深位置溫度變化較小，裂縫數量較少。
　　據上述分析可知，隧道貫穿裂縫的產生及發展情況大致可如下表示：
　　(1)洞口段混凝土
　　混凝土溫度微裂縫產生——干縮裂縫產生——溫度降低——混凝土徐變收縮使較寬的裂縫發展為明顯或嚴重裂縫；
　　 混凝土溫度微裂縫產生——干縮裂縫產生——仰拱混凝土收縮——施工縫變寬致使相鄰襯砌混凝土拉裂縫并發展為貫穿裂縫；
　　(2)洞內混凝土：
　　混凝土溫度微裂縫產生——干縮裂縫產生、沉降變形裂縫產生——裂縫擴大。論文檢測，裂縫溫度荷載變形施工縫。
　　4 預防貫穿裂縫的措施
　　(1)采用高性能外加劑以大幅降低混凝土的用水量及水泥用量，采用細度模數2.7以上的中砂或粗砂；
　　(2)控制混凝土入模溫度（主要指夏季施工）；
　　 (3)加強施工過程中的養護，摻加外摻料的混凝土持續養護14天；
　　 (4)洞口設置帆布門簾，預留通風口及車輛通道，以減小溫差對混凝土變形的影響；
　　(5)仰拱混凝土施作長度與二次襯砌相同，確�；炷�土仰拱與二次襯砌施工縫對縫施工；
　　(6)控制混凝土的后期強度不宜過高；
　　(7)加強噴射混凝土質量控制，確保做到讓二次襯砌混凝土作為隧道受力的富余。
　　5 有害裂縫的處理措施
　　對于縫寬≥0.2mm的裂縫進行鑿槽嵌縫處理，嵌縫材料為水泥基柔性防水材料或聚硫密封膠。聚硫密封膠是以液態聚硫橡膠為主劑，加入補強劑、增韌劑、增粘劑、補強劑等配制成膏狀物，具有良好的彈性，耐水、耐油、耐空氣老化、耐沖擊、耐高低溫、無毒、無污染壽命長等特點，其性能見表2。
　　表2 聚硫密封膠技術性能
　　

6 結論與思考
　　混凝土的裂縫向來是困擾施工技術的難題之一，裂縫產生的原因也多種多樣，有早期裂縫也有后期產生的裂縫，裂縫在施工完成后的1~2年時間內趨于穩定，但是從原材料、混凝土、施工及環境變化幾方面原因考慮并采用針對性的措施，有些裂縫是可以避免的，更好的實體質量給業主、設計、監理及施工單位也會帶來良好信譽。
　　鐵路耐久性混凝土最重要的要求便是混凝土有一定的抗滲及抗裂能力，但是現階段評價混凝土耐久性的試驗方法只依靠混凝土電通量指標（按照ASTM C 1202檢測時氯離子在60V直流電壓作用下6h內遷移通過混凝土的電量，可作為快速評價混凝土密實性的一個參數），卻往往忽視了混凝土的抗裂性能，建議在混凝土配合比設計與施工過程中增加混凝土收縮試驗等檢測內容，以在真正意義上確�；炷�土的抗收縮能力。論文檢測，裂縫溫度荷載變形施工縫。
　　混凝土原材料嚴格把關，并嚴格按規范要求進行混凝土配合比設計，混凝土生產過程中控制拌和站計量數據，減小計量誤差，施工時對隧道底部虛碴認真清理，對有些不利影響因素如溫差等提前制定措施預防，養成良好的施工習慣。不規范的地方盡早發現并及時糾正，讓標準成為習慣，讓習慣符合標準，相信混凝土的質量缺陷會越來越少。

參考文獻：
[1]客運專線鐵路隧道工程施工質量驗收暫行標準（鐵建設[2005]160號）
[2]鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準（鐵建設[2005]160號）
[3]鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定（鐵建設[2005]157號）
[4]客運專線高性能混凝土暫行技術條件
[5]鄒金杰，胡建華.西南某公路隧道襯砌裂縫成因分析及治理方案.中外公路第29卷第3期146
[6]王文智.大型渠道現澆混凝土襯砌裂縫處理.陜西水利2009年科技�？�8-9
[7]程麗.淺談混凝土襯砌裂縫控制技術.山西建筑第35卷第19期154-155