摘要：隧道衬砌裂缝是高速铁路在实际应用的过程中经常会出现的问题，当隧道衬砌结构出现裂缝的时候，衬砌施工截面的承载面积就会不断地变小，所以，对于整体高速铁路隧道的整体承载能力会产生一定的影响。隧道衬砌结构出现裂缝问题的同时也会引发渗水或者是变形的情况，并且在会引发很多病害，对隧道整体的衬砌结构带来一定的安全隐患。在面对这些问题的时候，就需要加强对隧道衬砌结构病害的处理。下面文章将会对此内容进行简要的分析，以供参考。
关键词：高速铁路隧道；衬砌裂缝；病害
近年来，我国高速高速铁路的发展迎来了高峰期，随之，大批高速铁路隧道投入建设和应用，有效的缓解我国高速铁路的发展压力。高速铁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。本文就这一问题对隧道衬砌裂缝的成因及防治进行了研究。
1关于隧道衬砌裂缝种类介绍
1.1温度裂缝
这种裂缝是非常普遍的一种混凝土裂缝，由于许多隧道需要浇筑的混凝土数量比较多，所以很多隧道衬砌属于大体积混凝土浇筑，容易在浇筑完成后随着水泥的水化热而导致混凝土内部和外部因为温度差而产生较大内应力，在内应力足够大的时候就可能撑破混凝土，并最终形成混凝土由内而外的裂缝，由此产生温度裂缝。这种裂缝往往是冬宽夏窄，即受到温度影响，同时还与所使用的水泥相关。
1.2干缩裂缝
在高速铁路隧道的衬砌过程中还会因为混凝土在浇筑后水分急剧蒸发，然后导致混凝土中的凝结胶体在快速干燥时产生大量变形，但是在周围骨料和外界模板的应力排挤下产生新的应力，这种内应力很容易导致混凝土产生裂缝，这种裂缝也被称为干缩裂缝。往往这种裂缝比较浅显，另外分布无规则，所以比较容易辨识。常见的干缩裂缝主要是由于水灰比造成，所以在高速铁路隧道的衬砌中要注意水灰比，还有主要骨料级配。
1.3变形裂缝
高速铁路隧道在投入使用的过程中由于工程塌陷等原因导致的不均匀沉降，或者在混凝土浇筑后的养护中出现问题而导致混凝土尚未达到规定压强而导致的裂缝，这也是在国内高速铁路隧道衬砌中随着“施工效率”的要求而导致的裂缝。这种裂缝被称为变形裂缝，由于其产生变形的主要原因是混凝土强度不达标，荷载压迫所导致裂缝，所以这种裂缝的危险性比较大。
2产生衬砌裂缝的原因分析
2.1衬砌材料的影响
（1）水泥混凝土的自收缩性：由于隧道衬砌结构的主要材料由水泥混凝土组成，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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2受力不均匀
在高速铁路隧道衬砌进行施工的过程中，导致隧道衬砌结构承受力不均匀的围岩压力因素有很多。比如，在施工的过程中，当隧道穿过靠近地质断层或者是存在破碎带的时候，就会使高速铁路隧道施工两侧的衬砌结构承受力不均匀或者是不平衡的围岩压力，这样高速铁路隧道施工的一侧就会因为结构的变形而产生一定的裂缝。此外，在高速铁路隧道衬砌裂缝的分布主要是在靠近缝隙或者是测断层围岩主要动力荷载大小以及结构施工倾斜角度的不同就会导致隧道衬砌施工的变形。
3衬砌裂缝的整治措施
3.1严格把控设计施工
合理的设计衬砌结构使契合围岩，保证结构的完整性；施工时必须严格把控从进料、装卸到施工、养护的每个方面，以提升隧道衬砌结构的质量。（2）裂缝表面涂抹：裂缝表面涂抹法主要是对于裂缝宽度较小（通常小于0.3mm）、无明显剪切滑移和渗漏水现象、对衬砌结构承载力影响较小、几乎不影响隧道安全和使用的裂缝。涂抹时要保证灰浆能够进入到微裂缝的空隙当中，涂刷时厚度应小于0.2mm。（3）优化钻眼、爆破水平：提高钻眼和光面爆破的水平，加强隧道开挖断面的检测以及控制隧道轮廓的开挖，都有利于减少隧道衬砌结构裂缝的形成和发展。（4）裂缝埋管灌浆：埋管灌浆是针对于较大裂缝（宽度在0.3mm～0.5mm之间）、范围较大或产生错动现象、对结构稳定性产生危害的裂缝进行治理。（5）避免施工过程中出现的隧道衬砌结构背后出现空洞等现象，发现后必须马上处理，主要通衬砌结构背后注浆的方式处理。（6）对隧道衬砌结构的一般性裂缝还可以通过挂网喷射混凝土、加设锚杆来增强衬砌结构的稳定性，并改善裂缝带来的危害。
3.2进行防水和加固处理
在隧道衬砌的密集裂缝需要进行防水和加固处理，在这种密集裂缝的周围要进行均匀布点开槽，并且布点的间距为1.2m左右，开槽的大小约为100cm2，深度不得小于3cm。另外在裂缝集中处进行凿孔，孔深要达到2m，并要求安装注浆锚杆，然后从下往上，用压力为0.5MPa左右的力度注入水灰比为1的水泥砂浆，注入时要连续，不能出现停滞。紧接着要进行验收注浆效果，开具新槽并注入纯水泥浆，直到水泥浆不得注入为止。在注入水泥浆24h后可以对水泥槽进行封闭，并按照细小裂缝处理方式进行抹灰和美化处置。
3.3对于严重裂缝病害的整治技术
对于严重的裂缝病害进行处理施工处理的时候，可以向拱顶后背的位置进行压力注浆，有效地保证隧道衬砌混凝土施工与岩层的粘结性，改善隧道衬砌结构混凝土的受力情况。在进行注浆施工的过程中，各个参数的配置如下：注浆孔间距设置为2.0m×2.0m，采用梅花的形状进行分布，注浆的压力应该控制在0.5～1.0MPa，注浆使用的材料是1：1水泥砂浆，在进行压浆的时候应该“从下至上，先稀后稠”的施工原则进行，使用425#普通硅酸盐水泥与细砂石。施工的过程中需要在结构裂缝的位置凿除厚度为14cm的混凝土，并且在衬砌结构裂缝延伸的部位凿出楔形槽，楔形槽的宽度应该小于8cm，深度需要大于裂缝的深度。此外，还需要使用钢丝刷将楔形槽内部的进行清理。在施工的时候，需要使用砂浆锚杆。
综上所述，在对高速铁路隧道衬砌结构进行施工的过程中，因为受到设计、施工方法、工程地质等情况的影响，隧道衬砌结构经常会出现裂缝。为了能够防患于未然，在高速铁路隧道衬砌结构进行设计施工的时候，必须严格的按照相关的设计施工要求进行，施工的时候严格按照施工图纸进行施工，并且加强工程施工的监督管理，有效地保证高速铁路隧道施工的质量。
参考文献：
[1]薛晓辉，张军，宋飞.基于可拓学理论的带裂缝隧道衬砌可靠性评价[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2016，39（03）：374-379.
[2]严中，王飞.公路隧道衬砌裂缝处治技术研究[J].公路隧道，2016，（01）：31-34.
论文作者:潘家加
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/29
标签：裂缝论文; 隧道论文; 混凝土论文; 结构论文; 高速铁路论文; 过程中论文; 病害论文; 《基层建设》2017年第31期论文;