隧道二衬干裂纹处理方案

隧道二衬干裂纹处理方案

隧道二次衬砌施工采用整体式模板台车、泵送混凝土施工工艺,混凝土硬化过程中产生的裂缝是大体积混凝土施工的常见病害，老山一号隧道二衬表面也不同程度的出现局部裂纹，针对二衬裂纹情况，我单位于2005年12月26日至2006年2月20日期间对裂纹情况进行持续、跟踪监控，并采取相应措施对不同程度的裂纹进行处理：

1、裂纹原因分析：

老山一号隧道二衬裂纹主要分为：干缩裂纹、温度裂纹、施工缝接荐裂纹、沉降缝收缩裂纹等。整个施工过程，二衬施工在初期支护围岩收敛稳定后进行，同时严格控制施工质量，确保整个二衬混凝土密贴初支表面且无空洞。根据我单位多年隧道施工经验，分析隧道出现裂纹的原因主要有以下几点：

（1）、施工缝的正常收缩：

我单位二衬采用9米长的整体式液压模板台车，在新旧两组混凝土的接触处，我单位人为地用切割机割出了2cm宽、1cm深的施工缝，以便混凝土收缩时可以在此处产生较为规则的裂纹。这种情况在每道施工缝处都会发生，属于正常现象。

（2）、温度应力和湿度差的影响：

大体积混凝土在施工过程中会产生大量水化热量，从而使混凝土内部温度升高，混凝土拆模后由于混凝土内部和表面散热条件不同，

容易造成温度变形和温度应力，当这种温度应力和变形超过混凝土的内部约束条件时，就会使混凝土表面产生初始细微裂纹。这种裂纹随着时间的延续会继续扩大，扩大的原因是：①温度应力使裂纹持续发展，使混凝土内部应力进行重新分布，且达到平衡为止；②季节性温差使混凝土产生收缩，使混凝土裂纹继续发展或出现新的收缩裂纹，这种现象以冬季最为明显。

（3）、仰拱收缩变形使二衬出现裂纹：

仰拱混凝土属于大体积混凝土，仰拱混凝土一般以两个相临施工缝为收缩变形范围，也就是说施工缝处是仰拱收缩变形最大的地方，仰拱施工缝的收缩，往往引起在仰拱施工缝处的二衬矮边墙和二衬墙部混凝土因受拉出现裂纹，这种裂纹在季节性温度的影响下会继续发展，个别裂纹可能会贯通整个断面，这种裂纹通常出现在冬季较冷的季节，裂纹的特点是沿拱墙垂直分布。

（4）、断层或软弱地质处的裂纹；

当隧道处于断层或软弱地质变化处时由于静荷载与动荷载作用，会使仰拱等基础部位产生不均匀沉降，从而使二衬在该处的拱墙混凝土出现不均匀沉降，导致出现裂纹，这种裂纹的走向一般与不良地质走向一致，并且在很大程度上受到季节性温差影响。

（5）、基础混凝土收缩产生的应力裂纹：

当仰拱、矮边墙等基础混凝土一次性浇筑过长，混凝土在收缩变形过程中，受到制约条件时就会产生抗拉应力裂纹，这种裂纹的特点

是，沿结构轴线呈现45度方向分布，随着时间增长有发展趋势，但很快就会停止发展。

（6）、不良地质段的后期应力产生的裂纹。

我单位在不良地质地段，均按照四方会议纪要的处理决定进行了处理。在二衬施工之前，我单位均严格根据我单位监控量测小组和中交二院检测小组的检测结果等到初期支护稳定后才进行二衬的施工。但考虑到不良地质情况的加固措施均为钢性加固（工字钢加固），不排除有初期支护监控量测发现收敛已经稳定而后期应力随时间推移逐渐加大的情况，此种情况也有可能造成隧道二衬混凝土受拉应力而开裂。

2、裂纹对结构的影响分析。

老山一号隧道出现的裂纹均为环（竖）向裂纹，经过观察均处于稳定状态，对结构受力并无影响，也不会影响结构的使用和耐久性，绝大部分裂纹随着时间的增长会自行封闭或自行愈合，

3、裂纹监测措施及监测结果

根据宁淮项会（2005）51号会议纪要要求及专家组意见，我单位在对隧道二衬裂纹进计统计、归纳、分类的基础上坚持跟踪监测，形成了监测网络及分项监测责任人，具体裂纹监测措施及监测结果如下：

（1）、二衬施工缝、沉降缝处的竖向裂纹属正常现象，不作监测；

（2）、根据我单位实际监测能力，为了切实获取隧道二衬裂纹观测数据，确定裂纹稳定与否，我单位利用红色铅笔在选择观测的裂纹始末端划上红线，用于观测裂纹长度；利用白色纸条密贴于裂纹口，观测裂纹宽度；并同时结合钢尺量测增加长及宽，最终形成裂纹有无继续发展的原始数据；

4、裂纹总体处理方案

根据2006年2月21日专家会议要求，老山一号隧道二衬裂纹＜0.3mm的须利用环氧树脂砂浆进行封闭，以免内部钢筋锈蚀；二衬裂纹≥0.3mm的须进行注浆处理，注浆材料采用环氧树脂浆液。具体处理措施如下：

(1)、二衬裂纹＜0.3mm的利用环氧树脂砂浆进行封闭

根据省质检厅，交科院的检查结果，结合我单位对隧道二衬的自检，老山一号隧道共有条米裂纹须利用环氧树脂砂浆进行封闭，处理步骤如下：

①、表面封闭先将裂缝凿成V形槽，宽2cm，深0.8～1cm，清理干净，表面封闭材料采用环氧JGN-DN结构胶，把树脂配成腻子状，将腻子对准裂缝进行涂刷环氧树脂浆液二至三遍，最后用刮抹料、调色料处理混凝土表面，使其颜色与周围衬砌混凝土颜色一致

(2)、二衬裂纹≥0.3mm的进行注浆处理 ①、环向裂纹灌浆施工

对于宽度大于0.3mm的裂缝，采用低压速灌法进行灌缝处理，并根据裂缝宽度选用不同粘度的灌缝树脂和确定底座间距。

②、灌浆施工流程

施工准备 裂纹分类调查 确定灌浆方案 布孔 钻孔 冲孔 丙酮洗孔 安装灌浆塞 试漏 灌浆 停止灌浆 缝面修整 现场清理 验交

③、灌浆施工方法

a、对二衬裂纹进行认真测量，对裂纹进行详尽了解后，在须要处理的裂纹边用红包铅笔标注，标注时注意标明“注浆”字样；用钢丝刷将裂缝周围，尤其是灌胶底座粘贴面周围的油污认真清除干净，用吸尘器或酒精等将裂缝处的灰尘洗净、清除；

b、沿裂纹方向在缝的两侧成60°角每隔1～1.5m钻一孔,孔与缝接通,并不得穿透衬砌以防跑浆。用红色铅笔标出钻孔位置后开始施钻，钻孔时须定位开孔，准确控制进孔方向，确保孔与纹相交，方能达到灌浆堵缝的效果；

c、按规定比例称量并根据裂缝状况估算在可使用时间内可以用完的灌缝树脂材料。并按一个人进行灌注时，一次用量为500g～1000g进行树脂称量。将灌缝树脂混合均匀后，装入专用注射器或手动式泵压器内。给注射泵套上专用的喷嘴，通过推拉注射泵上的阀门逐渐加压进行灌注，直至底座内充满树脂。当底座内树脂不足时，表示应进行补充灌注，直至达到预估灌缝树脂用量或底座内树脂不再减少。针对不同的裂缝应使用不同类型的树脂。

d、压浆结束后在0.2MPa压力下压水检查压浆效果。裂纹表面用刮抹料和调色料处理。