李伟伟
中国水利水电第三工程局有限公司 陕西西安 710000
摘要：做好引水隧洞混凝土裂缝的预防措施，是减少塌方事故发生的重要举措，在设计方案和说明书中应该对预防措施有明确要求，确保在施工的过程中，能够采取有效的预防措施，为工作的顺利开展提供保障。因此，本文对引水隧洞混凝土裂缝的原因及预防措施进行了分析。
关键词：混凝土裂缝；坍塌；预防措施
一、引水隧洞混凝土裂缝的成因分析
1.1原材料质量差、配合比设计不合理
水泥品种选择不当，安定性不良，不同批次的水泥混用。碎石、砂级配差，含泥量超标，碎石中石粉含量大，针、片状物过多，影响了水泥与骨料的胶结。进行配合比设计时，忽视水泥用量增多对混凝土品质的影响，错误认为水泥用量越多，混凝土强度越高。
1.2施工技术存在很多缺陷。
1.2.1隧道在开挖的时候形状不合适，造成混凝土的水平面高低不平；在初期支护进入衬砌面或者缺挖，这些会形成衬砌混凝土的高度不够。少数的隧道里的衬砌混凝土出现了后面落空的情况。
1.2.2没有进行监测只按照自己的个人经历来确认第二次衬砌的开始时间，几乎没有保障很难值得信赖，这就导致了第二衬砌比原计划的负荷的围岩压力大。当生产的时候，混凝土的所用材料数量很不准确，特别是外加剂很大程度上随便掺和，未按照砂和石料现实中的用量标准，并未及早调节整治开展工程所用水的用量，导致扩大了混凝土中水和灰的比例。在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也比较普遍。
1.2.3采用整体式钢模板台车施工，混凝土浇筑时不振捣或漏振，混凝土均质性差。盲目追求施工进度，随意提前脱模时间，使低强度混凝土过量承受荷载，破坏了混凝土结构。脱模后没有进行混凝土的潮湿养护。夏季施工时砂、石料露天堆放，无切实有效的降温措施，混凝土入模温度高。冬季施工时采取的防寒保温措施不力。
1.3发生坍塌地质隐患
1.3.1地质因素。隧洞穿过断层及其破碎带，一经开挖，潜在应力释放，承压快，围岩失稳变形而坍塌。当通过各种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌。在挤压破碎带，岩脉穿插带、节理密集等碎裂结构地层中。岩块间互相挤压钳制，一经开挖则失稳，常见围岩掉块、坍落。在软弱结构面发育的情况下，或泥质充填物过多，均易产生较大坍塌。薄层岩体在构造运动的作用下形成的小褶曲、错动发育地段，施工中常常发生坍塌。岩层软硬相间或有软弱夹层地岩体，在地下水的作用下，软弱夹层地岩体强度大大降低，因而发生滑塌。地下水软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍落。
1.3.2施工方法和措施不当或工序间距安排不合理。各工序间隔时间较长，围岩裸露时间过久，引起围岩松动、风化，招致坍塌的发生。喷锚不及时，或喷混凝土质量、厚度不符合要求。采用钢支撑时，支撑架设质量欠佳，支撑与围岩不密贴，两者间的空隙填塞不密实，或联结不够牢固，不能满足围岩压力所需要的强度要求。钢支撑出现受力过大的现象而未及时加固出现应力集中造成失稳破坏。爆破作业未按照相关施工规范、技术参数施工。处理危石措施不当，引起危石坠落，牵动岩层坍塌。
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二.引水隧洞混凝土裂缝的防治措施
2.1严格控制施工材料质量
2.1.1水泥。施工现场多使用普通硅酸盐水泥，但应尽量减少单位水泥用量。不同品牌、不同规格、不同批次的水泥不能混用。
2.1.2碎石。根据泵送管路的内径，尽可能选用较大粒径的碎石。严格控制含泥量≤1%，针、片状物含量≤15%，粒径以5～31.5mm为宜，最大不超过40mm。
2.1.3砂。采用级配良好的中砂，细度模数应为3.0～2.3，粒径小于0.315mm的颗粒含量所占比例宜为15～20%，严格控制含泥量在3%以内。为方便混凝土的运输、泵送和浇筑，砂率取35%～45%。
2.1.4水。最好选用饮用水。当采用其他水源时，应按国家现行《砼拌合用水标准》（JGJ63）的规定进行检验，PH值应大于4。水灰比越大，混凝土的干燥收缩越大。严格控制泵送混凝土的用水量是减少裂缝的根本措施。施工中水灰比在0.45～0.55之间，混凝土入泵塌落度控制在（12±2）cm。
2.1.5掺合料。推广掺加粉煤灰和膨胀剂的双掺技术，等量替代水泥，以减少水泥用量。对强度等级C25以下的混凝土，粉煤灰掺量一般为水泥用量的10%～15%，膨胀剂掺量为水泥用量的8%～12%，具体掺量需经试验确定。①粉煤灰比表面积小，需水量低，不仅能有效降低混凝土的干燥收缩值，还可以改善混凝土的流动性、粘聚性和保水性。在水泥中掺入原状或磨细粉煤灰后，可以降低混凝土中水泥的水化热，推迟水化热峰值的出现，减少绝热条件下的温升，有利于控制温度裂缝的产生。粉煤灰的掺加在水工大体积混凝土施工中应用比较广泛，由于认识、技术上的原因，目前在山岭隧道施工中应用较少。②掺加适量的膨胀剂可以补偿混凝土的收缩，增加密实度，提高混凝土防渗抗裂能力。
2.1.6外加剂。高效减水剂能够有效减少拌合用水，降低水化热，延缓水化热释放速度，从而减少温度裂缝，但掺量过多，会引起混凝土的肿胀和开裂。施工时必须慎重选择外加剂的品种和掺量。
2.2防止渣体坍塌措施
为防止渣体在开挖过程中发生坍塌，在超前支护完成后，可采用PH30混凝土湿喷机对渣体表面喷射10cm厚C20混凝土予以封闭。然后采用注浆小导管进行固结灌浆处理。
2.3防止掉块及二次塌方措施
二次开挖支护遵循“短进尺、勤支护”原则，开挖循环进尺0.5～1.0m，每一循环段分三层开挖完成，开挖一层即支护一层。二次开挖支护完成一段距离后，需及时进行混凝土衬砌。
2.4防止机械设备伤害措施
加强对反铲、装载机、自卸汽车及灌浆泵等设备的检查、维修，保养、确保其高效、安全的运行。反铲挖渣、装载机装渣时，应设安全员进行监控，确保反铲、装载机回转范围内及自卸车周围不得有人通过，确需人员通行时，应暂停装渣作业。反铲、装载机及自卸汽车等设备在行驶时，应减速慢行，掉头时应鸣笛示警；作业人员在洞内行走时，遇见行驶的反铲、装载机及自卸汽车时，应及时靠边避让。所有运输车辆均不准超载、超宽、超高运输，严禁人料混载。
三.结语
引水隧洞坍塌会对施工人员生命、财产造成不可估量的损失，一定要在未进入易塌方地段前预防。通过不断总结、创新、开发出更有效、更经济、更先进的防塌技术、设备、器材，彻底杜绝隧洞施工坍塌现象。
参考文献：
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[2]曹振中，张俊伟.寺坪电站引水隧洞坍塌冒顶综合处理施工技术[J].人民长江，2008.
[3]孙长庆，宋宝生.汇泽园水电站引水隧洞塌方处理方案[J].水科学与工程技术，2010（3）.
论文作者:李伟伟
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第20期
论文发表时间:2018/2/9
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