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      水工隧洞襯砌混凝土裂縫成因分析及控制措施

      2017-10-21 12:52:47祝維
      科技風(fēng) 2017年12期
      關(guān)鍵詞:形成原因混凝土裂縫控制措施

      祝維

      摘要:裂縫是水工地下隧洞襯砌施工時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題,如果不能對(duì)其進(jìn)行有效的處理,不僅會(huì)降低混凝土的抗?jié)B能力,還會(huì)嚴(yán)重影響到水工隧洞工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,最終導(dǎo)致水工隧洞無(wú)法發(fā)揮出原有的功能。所以,必須加強(qiáng)對(duì)水工隧洞襯砌施工中混凝土裂縫的成因研究,并對(duì)其做出有效的預(yù)防和控制。本文將從水工隧洞襯砌混凝土裂縫的分類(lèi)出發(fā),詳細(xì)的分析了混凝土裂縫的成因、混凝土裂縫的預(yù)防以及控制措施。

      關(guān)鍵詞:水工隧洞;混凝土裂縫;形成原因;控制措施

      一、水工隧洞襯砌混凝土裂縫的分類(lèi)

      在水工隧洞襯砌施工中,一般可以將襯砌混凝土裂縫分為細(xì)小的表層裂縫和貫穿性的有危害裂縫這兩種,無(wú)論是哪一種裂縫都必須對(duì)其進(jìn)行有效的處理,這才有助于提升水工隧道襯砌施工的整體質(zhì)量。

      (一)細(xì)小的表面裂縫

      細(xì)小的表面裂縫主要指的是分布在混凝土表層,而且裂縫縫隙比較細(xì)微的裂縫,這樣的裂縫通常都是沒(méi)有規(guī)律性的,而且出現(xiàn)的數(shù)量也不一定。細(xì)小的表面裂縫其縫隙一般都在1mm以下,而且長(zhǎng)度也非常小,一半都呈現(xiàn)出閉合或輕微張開(kāi)的狀態(tài)。雖然這樣的裂縫不會(huì)對(duì)其整體結(jié)構(gòu)造成很大的影響,但如果進(jìn)行有效的預(yù)防和處理,就容易影響到結(jié)構(gòu)的持久性和鋼筋的耐腐蝕性。

      (二)貫穿性的有害裂縫

      從字面上就可以知道,貫穿性裂縫可以貫穿到水工隧洞的整體構(gòu)造當(dāng)中,嚴(yán)重威脅到水工隧道工程的穩(wěn)定性與安全性。一般情況下,貫穿性裂縫都是單一出現(xiàn)的,其長(zhǎng)度比較廣,主要呈現(xiàn)出張開(kāi)的狀態(tài),裂縫寬帶一般都是在1mm到5mm之間,嚴(yán)重時(shí)其寬度可以達(dá)到20mm。貫穿性有害裂縫的出現(xiàn)會(huì)蔓延至整個(gè)隧洞中,從而導(dǎo)致隧洞的滲漏情況。

      二、水工隧洞襯砌混凝土裂縫的成因分析

      (一)溫度降低形成的收縮裂縫

      大部分的水工隧洞工程都是在較深的地層中進(jìn)行,在水泥水化后,隧洞中的溫度會(huì)有明顯的提升,即便是在冬天進(jìn)行施工,隧洞中的溫度也不會(huì)太低,這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)混凝土中的水分蒸發(fā)和遇冷凝結(jié)的情況,如果工作人員進(jìn)行對(duì)其表明進(jìn)行簡(jiǎn)單的維護(hù),沒(méi)有注重進(jìn)行混凝土的內(nèi)部散熱處理,或者沒(méi)有進(jìn)行溫度變化的收縮裂縫處理,就會(huì)大大提升伸縮裂縫出現(xiàn)的概率。

      (二)外部應(yīng)力效應(yīng)形成的裂縫

      水工隧洞工程對(duì)其挖成洞都有著較高的要求,但水工隧洞工程的施工的時(shí)間卻比較緊迫,如果在混凝土的澆筑完成后不能進(jìn)行有效的保養(yǎng)和維護(hù),必定會(huì)降低混凝土的使用壽命。開(kāi)挖支護(hù)是混凝土施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),如果實(shí)際的施工不能準(zhǔn)確的進(jìn)行圍巖種類(lèi)的分辨,又或者是不能科學(xué)的選擇鋼筋支護(hù),就會(huì)讓圍巖承受不必要的力差,并出現(xiàn)多次重分布和毛洞變形,在外部力量的作用下混凝土就會(huì)出現(xiàn)明顯的裂縫。

      (三)結(jié)構(gòu)裂縫

      施工所在地的水文地質(zhì)情況對(duì)水工隧洞工程有著非常大的影響,如果在進(jìn)行水工隧洞的施工設(shè)計(jì)前,不能對(duì)其地形地質(zhì)、水文的運(yùn)行變化進(jìn)行充分的了解,就很容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)際施工不相符的情況。這樣的情況下就容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫,這種裂縫的裂痕機(jī)理較為理想,有著較高的可控性,容易發(fā)生改變。

      三、水工隧洞襯砌混凝土裂縫的預(yù)防處理

      (一)優(yōu)化混凝土配合比

      為了能夠有效的避免使溫度的差異引起的裂縫,在混凝土的選擇時(shí),必須保證混凝土的質(zhì)量符合建設(shè)施工標(biāo)準(zhǔn),并通過(guò)多次的配比去選擇出一個(gè)最為合適的方案。同時(shí)還要配合粉煤灰或復(fù)合型的高效減水劑的使用去,改變混凝土的和易性,并降低混凝土的水化熱和干縮,從而有效的避免裂縫的出現(xiàn)。

      (二)加強(qiáng)對(duì)圍巖變形監(jiān)測(cè)

      在實(shí)際的施工過(guò)程中,必須嚴(yán)格的進(jìn)行圍巖變形的監(jiān)測(cè)和控制,這樣可以有效的避免因圍巖承受附加力所造成的混凝土裂痕情況。通過(guò)對(duì)有關(guān)內(nèi)容的解析和技術(shù),準(zhǔn)確的進(jìn)行圍巖能否順利完成收斂變形的判斷,并明確出襯砌的時(shí)間,從而降低圍巖收縮變形過(guò)程中的的混凝土襯砌工作,降低裂縫的出現(xiàn)概率。此外,還要對(duì)其施工流程和施工工藝進(jìn)行嚴(yán)格的控制和監(jiān)督,例如:混凝土的攪拌、搬運(yùn)、入倉(cāng)、振搗等。

      (三)確保倉(cāng)面無(wú)滲水干擾

      避免地下水流入混凝土澆筑倉(cāng)面同樣也有著預(yù)防裂縫出現(xiàn)的效果。在實(shí)際的施工中,應(yīng)該按照以疏排滲透地下水的方式去采取相應(yīng)的防御措施,并根據(jù)不同的實(shí)際情況科學(xué)的選擇預(yù)防方式,例如:對(duì)成股滲出的地下水,可以采用排水管排進(jìn)行排出,這樣就可以有效的解決滲水留倉(cāng)的問(wèn)題。

      四、水工隧洞襯砌混凝土裂縫的控制處理

      (一)表面修補(bǔ)法

      表面修補(bǔ)法是一種比較常見(jiàn)的裂縫處理方法,它主要運(yùn)用在一些沒(méi)有對(duì)水工隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響的裂縫修補(bǔ)中。實(shí)際的施工過(guò)程主要是在混凝土裂縫表面涂抹上一層水泥漿、環(huán)氧膠泥或者是油漆、瀝青等。有時(shí)為了避免裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)大,還需要在其表做出粘貼玻璃纖維布等防護(hù)措施。

      (二)灌漿、嵌縫封堵法

      灌漿法通常都是運(yùn)用中對(duì)水工隧道整體穩(wěn)定性造成一定影響的裂縫中,對(duì)有較高防滲要求混凝土裂縫也可以使用灌漿法進(jìn)行修復(fù)。它主要是借助相關(guān)的壓力設(shè)備把膠結(jié)材料壓進(jìn)入混凝土的裂縫當(dāng)中,讓膠結(jié)材料與混凝土融為一體,從而起到封堵裂縫的效果。目前比較常見(jiàn)的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹(shù)脂、甲基丙燃酸酯等。而嵌縫法主要是沿裂縫鑿槽,并在槽中嵌入相關(guān)的止水材料,例如:聚氯乙烯膠泥、丁基橡膠、聚合物水泥砂漿等。

      (三)結(jié)構(gòu)加固法

      如果裂縫嚴(yán)重影響到了水工隧道襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的性能,則應(yīng)該采用結(jié)構(gòu)加固法對(duì)其進(jìn)行有效的控制處理。目前比較常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)加固方式有:增大混凝土截面面積、構(gòu)件角部外包型鋼、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固等。

      五、結(jié)語(yǔ)

      總的來(lái)說(shuō),造成水工隧洞裂縫出現(xiàn)的原因有很多,其預(yù)防處理過(guò)程也相比較繁瑣,但只要根據(jù)實(shí)際的施工情況采取相應(yīng)的預(yù)防措施和控制方法,就可以有效改變局面,避免裂縫的出現(xiàn),將裂縫的水工隧洞工程的影響降到最低。

      參考文獻(xiàn):

      [1]李財(cái)輝.水工隧洞襯砌混凝土裂縫的防治及處理[J].福建建材,2013(11).

      [2]覃憶油.水工隧洞襯砌混凝土裂縫的防治及處理方法[J].大科技,2016(3).

      [3]趙海波,王安琪.水工隧洞襯砌混凝土裂縫產(chǎn)生原因及預(yù)防措施[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2016(4).

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