1、二次襯砌的開裂與治理方案這里所指的開裂是指在施工工程中， 不是因外力而造成的 開裂。而是由于溫度收縮和干燥收縮而產生的開裂。這些在 施工過程中產生的開裂有時是很難避免的。一般說，隧道襯砌是由拱或環形構造為主體的受壓構件構 成的，因此，預計不是因荷載而產生的開裂，在設計階段一 般都不采取防止開裂的對策。但是，即使在沒有外力作用的 條件下， 襯砌因全周的外緣與噴混凝土接觸， 變形受到約束， 約束了混凝土的溫度收縮和干燥收縮，有時也會產生拉伸開 裂。襯砌施工，是在狹小的空間內進行的，灌注和搗固等作 業是不容易的，如果施工不慎就會產生開裂或缺陷。這些開裂， 因混凝土中一般都不配置鋼筋， 如果產生開裂

2、擴大、劣化，呈三維狀態時，就可能造成剝落、掉塊。因此， 設計時或施工時要盡量避免這樣的開裂發生。 混凝 土襯砌會因材料、 環境、施工等原因而產生各種各樣的開裂。 不管何種原因，都要采取對策，來減少或控制開裂的發生。1）因材料、環境的開裂混凝土襯砌中發生的開裂因約束溫度收縮及干燥收縮而 產生的開裂模式示于圖 1模式的開裂易在拱頂部附近及拱下部范圍內發生，大約沿隧道縱向呈直線分布。模式的開裂是與隧道縱向成直角方向分布的，易在起拱線和變斷面處附近，幾乎以規則的間隔產生的，但也有沿隧 道全周發生的。模式是在施工縫附近，沿隧道縱向發生的，長度比較短， 間隔規則。模式是隨機方向的開裂或呈龜甲狀或網目狀分布

3、，易于在拱部發生。這些模式的開裂，也有貫通整個襯砌厚度的。 在模式的 開裂中，有與游離石灰不同的膠狀物析出時，可能懷疑是堿 性骨料反應所致。這些開裂都是伴隨溫度收縮和干燥收縮而產生的。 但幾乎 都達不到顯著損傷襯砌功能的程度，從防水和耐久性角度 看，如有貫通的開裂或形成三維交差的開裂有可能掉塊的場 合，就應該采取對策。主要對策是重新選擇材料和配比，以及緩和約束收縮變形的措施。2）因施工方法 產生的開裂模式示于圖 2圖2起因施工的開裂模式模式的開裂是在施工縫附近，沿已灌注好的混凝土的上部的模板接觸面，因安裝或拆除模板時的過大壓力而發生的。模式是在盾構襯砌中發生的。模式的開裂是沿水平方向或混凝土流

4、的方向分布的，易在搗固難的拱上半部或在灌注中斷的界面上發生。模式是在混凝土表面不易發現而在斷面內部的局部發 生的，是因模板下沉或模板與混凝土附著不良等原因造成 的。防止上述開裂的方法與途徑有：1）混凝土材料（1）一般山嶺隧道的襯砌混凝土多采用波特蘭水泥。為了 控制起因于水泥的水化熱的溫度收縮引起的開裂，在可選擇 的水泥中，應盡量采用水化熱小的水泥。 如中熱波特蘭水泥、 低熱波特蘭水泥、高爐水泥等。也開發出添加混合劑的三成 分的水泥。一般說，襯砌 厚度在 2050cm 左右，是比較薄 的，采用低水化熱的水泥， 對大體積混凝土沒有顯著的效果， 但在一定程度上能夠降低開裂的發生。采用低發熱水泥的混凝

5、土， 一次強度比普通波特蘭水泥發 現較遲，應對拆模時期進行研究。（2）高爐礦碴微粉末具有延緩水化熱發生速度的效果，品 質好的粉煤灰有水化熱小的特點。同時也可利用特殊的水化 熱控制劑來控制溫度上升速度和溫度上升量。2）混凝土配比混凝土的發熱量與單位水泥量成正比。單位用水量小，能夠 降低干燥收縮。因此，為降低混凝土溫度上升和干燥收縮、 降低開裂，應盡可能地采用單位水泥量、單位用水量，來確 定配比。3）混凝土養生隧道洞內，除洞口外一般濕度比較高，溫度也比較穩定。 沒有日照作用，也幾乎不受風的影響。因此隧道內保持有適 合混凝土養生的濕潤狀態，一般不需要附加的養生。但是， 隧道貫通后的通風等使環境發生變

6、化的場合，應設置防風板 等。在因溫度應力而發生開裂的場合， 應根據條件， 采取措施使混凝土構件內外的溫度差不要過大，使構件的溫度下降速 度和干燥收縮不要過大。如設置養生門或在灌注區間的前后 覆蓋養生板等。4）設置隔離層 山嶺隧道一般都使噴混凝土和襯砌間分離， 不約束襯砌的 收縮變形，這已為實踐所證實。一般說，要設置降低背后約 束材，但有漏水的場合，最好設置防水材。此對策，雖然不 能夠完全控制溫度及干燥收縮引起的開裂，但可以極大地減 少開裂。因此，以降低混凝土開裂為目的，在噴混凝土和襯 砌間采用的降低背后約束材，應確保其品質。采用防水板的場合，防水板可以起到背后約束材的作用， 通常就不使用背后約束材。背后約束材的施工方法有張掛法 和噴射法。一般采用張掛法。降低背后約束的板應富有變形跟蹤性和柔軟性， 施工時不 能破損。但是，背后約束用的板，主要是防止在混凝土灌注 后早期發生的溫度收縮和干燥收縮引起的開裂，因此并不要 求板的連續性和長期的耐久性。背后約束用的板，使用一次 階段采用厚 0.2mm 的薄的聚氯乙烯板， 但最近為確實地防止 開裂開始采用厚一些的板， 如 0.4mm 的 EVA