摘要：隧道裂缝治理和其他病害治理一样，治理难度大、造价高，若施工队伍专业化程度低，设备简陋，则处治效果难以评估。隧道裂缝治理方案决策受一次性治理规模、工期、处治时交通、造价等因素影响大，因此，隧道裂缝处治的关键还是要加强建设期的设计、施工与管理。隧道设计时，除重视结构强度和稳定性设计以外，还应重视细部和构造设计。此外，施工时也应采用满足设计要求的施工工艺，在合理的工期内进行精细设计和精细施工。
关键词：公路隧道；衬砌裂缝；处理方法
1公路隧道衬砌开裂原因
1.1设计原因
隧道设计要素包括整体线位布置、进出口设置、隧道穿越的地质环境、结构形式、施工开挖方案等，这些要素选择不当，是造成隧道衬砌开裂的主要诱因，它们包括:1)隧道选择在垭口穿越山体。山体垭口通常地质条件相对较差，围岩破碎、稳定性差、压力大，致使施工难度加大，衬砌受力大，易变形开裂。此外，山坡汇水地带地下水丰富，补给条件较好，水力连通性较好，使隧道处于不利的地质环境。2)隧道顺沟布设。地下水丰富，补给条件较好。3)隧道顺陡倾岩层山体走向布置。可能产生偏压，衬砌受力不对称，容易变形开裂。4)采用连拱结构。暗挖连拱隧道施工步序多，结构受力需多次转换，施工过程中可能出现裂缝。且连拱隧道构造设计复杂、构造设计不合理或连接构造难以实施，也达不到设计理想状态。5)构造设计不合理。隧道设计人员常常重视结构受力和围岩稳定性设计，但往往轻视构造设计、细部设计，缺乏对施工工艺的考虑。比如，隧道衬砌边墙背后的纵向排水管，设计时未考虑单独留出位置，从而导致水侵入二次衬砌截面;在衬砌中沿隧道纵向埋设管线，致使结构受力截面减小。
1.2衬砌材料的原因
（1）水泥混凝土的自收缩性：由于隧道衬砌结构的主要材料便由水泥混凝土组成，所以水泥混凝土的自收缩性便显得尤其重要。混凝土的收缩分为自收缩和干缩。混凝土的自收缩是不与外界进行水分交换的条件下，也就是在恒温绝湿的条件下由胶凝材料的水化作用引起自身体积收缩；混凝土干缩指的是混凝土失去养护后，丢失内部毛细孔和凝胶孔1的吸附水而发生不可逆的收缩。因此在隧道施工及运营过程中长期处于干燥的环境中容易引起混凝土的开裂。（2）混凝土外加剂的影响：隧道衬砌过程中混凝土会添加一些外加剂来达到某些特殊要求，如在混凝土中添加泵送剂、减水剂等，这些不仅能够减少混凝土的收缩变形还能控制混凝土的裂缝，但如果过量添加会产生一些不良效果反而促进了裂缝的发展。另外如果添加了缓凝剂和氯化钙做催凝剂会进一步增加衬混凝土结构的收缩变形，使衬砌混凝土更容易产生裂缝。
1.3外部环境的原因
外部环境对隧道衬砌混凝土的影响主要体现在三个方面，由环境温度、湿度和混凝土内水泥水化热引起温度的变化。环境温度降低的越大混凝土收缩变形就会越大，因此隧道结构在冬季会产生较大变形，尤其是在靠进洞口温度较低处，最易出现裂缝。隧道所处环境湿度较大时也易引起衬砌结构的收缩变形，造成混凝土出现裂缝。
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1.4施工工艺原因
施工工艺不当易造成隧道衬砌结构开裂，产生原因有6个方面，包括:1)隧道开挖时欠挖或初期支护侵入衬砌限界，造成衬砌混凝土厚度不足;2)混凝土浇筑时振捣不密实或漏振;3)拆模时间过早，脱模后对混凝土未进行潮湿养护;4)衬砌边墙分层浇筑，设矮边墙，增加边墙纵向施工缝，但未增设连接筋，边墙截面承载能力不足;5)边墙脚背后纵向排水盲管侵入衬砌截面，衬砌结构整体厚度不足;6)仰拱浇筑不使用外模、仰拱形状不符合设计要求，不能保证隧道边墙与仰拱间有效连接，拱墙衬砌与仰拱不能形成有效的传力构件。
2裂缝处理方式
2.1无水裂缝处理方式
通常，运营状态下隧道衬砌结构裂缝可采用如下方式进行处治:1)对裂缝宽度较小(＜0.2mm)、无水、长度不大的单一裂缝可暂不处理。2)对宽度＞0.2mm的裂缝，可采用刮胶、注胶方式进行封闭。3)对不处理或仅注胶处理的裂缝，可采取骑缝贴玻璃片或采用裂缝观测计进行观察。4)对于网状、龟裂、纵向张开裂缝，已将衬砌分切割块的纵向、竖向和斜向裂缝，宽度和长度继续发展的裂缝，其一般是由于衬砌结构受力较大或受力不均、地基沉降、衬砌厚度不足、强度不够导致，需立即处理。可采用贴钢带、挂网喷混凝土、设套拱等方式处理。5)对于拱部混凝土浇筑时因间歇时间长形成的水平状“冷缝”，可采用贴钢带、局部拆换进行处理，开裂严重地段也可设套拱进行处理。6)对于衬砌破损、掉块、裂缝错台、厚度严重不足的区段，一般需进行拆换或局部拆换。7)拱顶厚度不足、缺料，边墙及边墙脚欠挖导致厚度严重不足时，可以采用局部凿除、拆换等方式处理。
2.2有水裂缝处理方式
除采取上述方式处理裂缝外，还应对渗漏水裂缝进行如下处理:1)裂缝渗水，表明该段围岩有地下水渗出，因此可先在边墙脚钻泄水孔，以降低衬砌背后的地下水位，减少拱墙衬砌的防水压力;2)对于竖向渗漏水裂缝，可采取凿槽埋管引排，将衬砌渗出的水引至边墙脚，再引排到路侧边沟;3)对于拱部环向渗漏水裂缝，因衬砌渗漏水可能滴落到路面，故可采用在衬砌结构上凿取环向沟槽并在外表面安放接水盒的方式进行引排;4)环向施工缝渗漏水与环向裂缝渗漏水处理方式一致;5)对于斜向、纵向裂缝，不能采用顺裂缝凿槽埋管方式处理，因为凿槽将对衬砌结构造成致命伤害，因此，对集中出水点可凿竖向槽埋管引排，对沿缝渗水可采取注胶封堵方式处理。
结束语
近年来，我国公路工程的发展迎来了高峰期，随之，大批公路隧道投入建设和应用，有效的缓解我国公路的发展压力。公路隧道的迅猛发展的过程中，隧道的病害防治日益突出，而隧道衬砌裂缝的问题得到越来越多的关注。当前已建成及在建的隧道中存在着诸多的裂缝病害，而这些裂缝是如何形成的，对隧道结构有没有没影响，有多大的影响，如何去治理这些裂缝均已成为当务之急。
参考文献:
[1]余晶.公路隧道衬砌裂缝对结构受力分布影响规律研究[J].土木工程学报,2017,50(S1):70-75.
[2]武旭娟,郭骞,宋捷.公路隧道衬砌裂缝检测方法研究[J].北方交通,2017(02):81-83.
[3]白成荣.公路隧道衬砌裂缝的跟踪监测与治理[J].建材与装饰,2017(02):256-257.
论文作者:张庆海
论文发表刊物:《防护工程》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/19
标签：裂缝论文; 隧道论文; 混凝土论文; 结构论文; 方式论文; 渗漏水论文; 纵向论文; 《防护工程》2017年第35期论文;