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[摘 要]随着国民经济的发展，新建设的公（铁）路越来越多，隧道建筑工程数量也越来越多，在隧道建设中，二衬施工一般采用整体式钢模板台车，泵送混凝土施工工艺，但二衬混凝土的裂缝不仅影响了美观，还给工程质量留下了隐患。在隧道衬砌混凝土施工中，应采取合理的施工工艺以减少混凝土中的裂缝的数量和裂缝宽度、深度。笔者根据多年的工作经验，主要针对隧道二衬混凝土裂缝分析、预防与处理进行分析和讨论。
[关键词]隧道二衬；混凝土裂缝；分析；预防；处理；
中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0189-01
一、裂缝的类型
隧道衬砌混凝土裂缝类型主要有：温度裂缝、干缩裂缝、施工裂缝、外力荷载作用裂缝等。
1、温度裂缝
混凝土施工中，水泥水化过程中产生大量的热量，在混凝土内部及其表面形成温度梯度，内外张力超过混凝土内外约束力时就会产生温度裂缝。裂缝宽度、深度冬季较明显，夏季施工产生裂缝主要与衬砌混凝土厚度及水泥品种、用量有关。
2、干缩裂缝
二衬混凝土在硬化过程中水分慢慢蒸发散失，而水泥石中凝结胶体干燥收缩，受二衬台车整体钢模及围岩的约束，产生徐变应力，当应力值超过混凝土的抗拉强度时，就会出现表面裂缝，其走向没有明显规律。影响其因素主要为：水灰比，砂石粗细，级配的合理性，外加剂品种和掺量多少。
3、施工裂缝（接茬缝）
在二衬混凝土施工过程中，由于停电、机械故障等原因迫使混凝土浇注中断时间超过混凝土的凝结时间，或超过混凝土的正常连续作业时间，因而产生明显裂缝。隧道整体二衬前一般先在隧道两边浇注矮边墙（高80cm左右），矮边墙混凝表面应进行凿毛处理，再用水泥砂浆垫层，如直接在原混凝土上进行衬砌，以致新旧混凝接茬间出现裂缝。
4、外力荷载作用裂缝
仰拱或边墙基础未清理干净，混凝浇注后，基底产生不均匀的沉降，而使整体钢模台车定位不牢固，以及脱模过早，或在脱模时混凝土受到较大外力撞击等都容易产生变形裂缝。
二、二次衬砌裂缝产生的原因
二次衬砌产生的时间各有差异，有的在拆模后即出现裂缝，有的在隧道贯通后出现裂缝，有的在使用后几个月甚于数年出现裂缝。其产生的原因主要包括以下几方面：
1、环境因素
地质、温度、湿度等环境因素都会引起隧道二次衬砌混凝土裂缝病害，尤其是地质环境，直接影响了二次衬砌的受力结构和外部荷载，一方面除了地质运动的影响难以精确把握外，另一方面还有施工过程中对岩体结构的破坏造成地质变异，影响二次衬砌混凝土的受力特性。温度和湿度的变化则影响着二次衬砌的拉应力，不同温度和湿度，对于混凝土所采用的品种、骨料级配、添加剂掺量都有要求，当温度和湿度的变化所产生的拉应力超过混凝土的抗裂能力时，混凝土砼即会产生裂缝病害。
2、材料因素
水泥品种、骨料大小、配合比、添加剂种类等因素，都会对二次衬砌质量形成影响。在混凝土配制过程中，粗细集料含泥量过大、骨料粒径过小、用灰量用水量过大、外加剂选择不当、水泥用量过多、水泥品种批次混用、设计强度过高等，都容易引起混凝土开裂。
3、施工问题
施工问题是引起二次衬砌裂缝病害的主要原因，目前我国隧道一般采用新奥法施工，但很多施工单位并未按新奥法的要求进行施工管理，尤其是施工测量工作，往往都未严格进行，而只是依据视测和经验判断，缺乏对二次衬砌施工质量的严格把关。
三、隧道二衬混凝土裂缝预防措施
1、施工前加强环境勘测
在隧道设计阶段，应当充分做好地质环境勘测工作，包括地质结构、水文、温度、湿度等方面的资料，都应当详细准确，以便为隧道设计提供准确的参数。在设计时，根据不同的地质环境条件，采用适宜的结构布局，确保衬砌和支护具有足够的承载能力。如果在施工过程中，发现地质环境条件发生变化，或者与设计资料不相符合，应当及时根据实际情况进行变更，以符合地质环境的需要。
2、原材料控制
水泥，不同品牌、不同规格、不同批次的水泥不能混用。矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥干缩性较大，容易导致二衬干缩变形，尽量避免使用。
骨料，对于含泥量超过规定的骨料要进行淘洗，确保骨料含泥量符合规定。对级配差的骨料要改善其级配直至符合规定。风化岩强度低，质地疏松，反应性骨料性质不稳定，均不能用做混凝土的原材料。在不导致泵送堵管的情况下，尽可能选用较大粒径的碎石，针、片状物含量不大于15%，粒径以5mm～31.5mm为宜。采用级配良好的中砂，细度模数应为2.3～3.0，粒径小于0.315mm的颗粒含量所占比例宜为15%～20%，为方便混凝土的运输、泵送和浇筑，砂率取35%～45%。
外加劑，施工时必须慎重选择外加剂的品种和掺量，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。
3、加强施工管理
加强施工管理可以有效的提高二次衬砌混凝土施工质量，在开挖爆破时，要注意控制炸药用量，减少开挖爆破对围岩的扰动引起结构变化，降低外部应力对二次衬砌混凝土的影响。对于初期支护，必须注意其平顺度，并严格近制二次衬砌的厚度。为了减少砼内部收缩应力，二次衬砌使用的模板长度不宜超过9m，对骨灰比和水灰比经过试验论证后再投入实际应用。在拆模时，必须在砼强度达到2.5MPa后才可进行，并减少拆模对混凝土结构的挠动。在浇筑完成后，及时对混凝土进宪养护，控制其温度的变化，避免因温度变化造成混凝土拉应力过大出现裂缝病害。
四、二次衬砌混凝土裂缝修补方法
在二次衬砌混凝土出现裂缝病害后，必须及时进行修补，以防止裂缝病害进一步扩大，常用的修补方法有以下几种：
1、表面修补法
表面修补法是目前二次衬砌裂缝病害常用的修补方法。但这种修补方法只适用于对结构稳定性和承载能力没有影响的表面裂缝和深进裂缝的修补，当裂缝对二次衬砌结构稳定性和承载能力有影响时，这一方法将不能达到修补效果。通常采用的表面修补法有表面涂抹法和表面贴补法两种，其适用性也并不相同。表面涂抹法适用于细而浅的不漏水不伸缩裂缝，所采用的材料有水泥浆、环氧胶泥、油漆、沥清等。
2、填充修补法
填充修补法采用水泥浆等修补材料直接填充裂缝，主要适用于较宽的裂缝，这种修补法作业简单，费用相对较低，并能很好的实现对较宽裂缝的修补。当裂缝宽度过小、深度过浅，或者裂缝内有杂物时，可对裂缝进行简易处理，开V形槽再作填充。
3、灌浆封堵法
灌浆封堵法是采用压送设备，将胶凝材料压入裂缝中，从而达到封堵裂缝的目的。这种方法可广泛应用于细微裂缝和大裂缝，封堵效果较好。通常采用的胶凝材料有水泥浆、甲基丙烯酸脂、环氧树脂等，尤其使用弹性补缝器更为简单方便，能很好的达到修补裂缝的效果。
结束语
近年来，随着泵送混凝土施工技术在隧道施工中的广泛应用，二次衬砌混凝土裂缝病害正成为主要的隧道病害，严重影响隧道施工质量。预防二次衬砌混凝土裂缝病害，应当从设计、材料、施工等方面全面着手进行。当出现裂缝病害之后，要深入分析病害成因，积极主动的采用适宜方法进行修补，以避免病害进一步扩大，影响隧道的正常使用和安全性能。
参考文献
[1] 李红涛，刘荣平.隧道二次衬砌施工的工程质量控制[J].山西建筑，2008（27）.
[2] 吴荣锋，李淑琴.隧道二衬砌混凝土裂缝控制技术[J].铁道标准设计，2007（S2）.
[关键词]隧道二衬；混凝土裂缝；分析；预防；处理；
中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0189-01
一、裂缝的类型
隧道衬砌混凝土裂缝类型主要有：温度裂缝、干缩裂缝、施工裂缝、外力荷载作用裂缝等。
1、温度裂缝
混凝土施工中，水泥水化过程中产生大量的热量，在混凝土内部及其表面形成温度梯度，内外张力超过混凝土内外约束力时就会产生温度裂缝。裂缝宽度、深度冬季较明显，夏季施工产生裂缝主要与衬砌混凝土厚度及水泥品种、用量有关。
2、干缩裂缝
二衬混凝土在硬化过程中水分慢慢蒸发散失，而水泥石中凝结胶体干燥收缩，受二衬台车整体钢模及围岩的约束，产生徐变应力，当应力值超过混凝土的抗拉强度时，就会出现表面裂缝，其走向没有明显规律。影响其因素主要为：水灰比，砂石粗细，级配的合理性，外加剂品种和掺量多少。
3、施工裂缝（接茬缝）
在二衬混凝土施工过程中，由于停电、机械故障等原因迫使混凝土浇注中断时间超过混凝土的凝结时间，或超过混凝土的正常连续作业时间，因而产生明显裂缝。隧道整体二衬前一般先在隧道两边浇注矮边墙（高80cm左右），矮边墙混凝表面应进行凿毛处理，再用水泥砂浆垫层，如直接在原混凝土上进行衬砌，以致新旧混凝接茬间出现裂缝。
4、外力荷载作用裂缝
仰拱或边墙基础未清理干净，混凝浇注后，基底产生不均匀的沉降，而使整体钢模台车定位不牢固，以及脱模过早，或在脱模时混凝土受到较大外力撞击等都容易产生变形裂缝。
二、二次衬砌裂缝产生的原因
二次衬砌产生的时间各有差异，有的在拆模后即出现裂缝，有的在隧道贯通后出现裂缝，有的在使用后几个月甚于数年出现裂缝。其产生的原因主要包括以下几方面：
1、环境因素
地质、温度、湿度等环境因素都会引起隧道二次衬砌混凝土裂缝病害，尤其是地质环境，直接影响了二次衬砌的受力结构和外部荷载，一方面除了地质运动的影响难以精确把握外，另一方面还有施工过程中对岩体结构的破坏造成地质变异，影响二次衬砌混凝土的受力特性。温度和湿度的变化则影响着二次衬砌的拉应力，不同温度和湿度，对于混凝土所采用的品种、骨料级配、添加剂掺量都有要求，当温度和湿度的变化所产生的拉应力超过混凝土的抗裂能力时，混凝土砼即会产生裂缝病害。
2、材料因素
水泥品种、骨料大小、配合比、添加剂种类等因素，都会对二次衬砌质量形成影响。在混凝土配制过程中，粗细集料含泥量过大、骨料粒径过小、用灰量用水量过大、外加剂选择不当、水泥用量过多、水泥品种批次混用、设计强度过高等，都容易引起混凝土开裂。
3、施工问题
施工问题是引起二次衬砌裂缝病害的主要原因，目前我国隧道一般采用新奥法施工，但很多施工单位并未按新奥法的要求进行施工管理，尤其是施工测量工作，往往都未严格进行，而只是依据视测和经验判断，缺乏对二次衬砌施工质量的严格把关。
三、隧道二衬混凝土裂缝预防措施
1、施工前加强环境勘测
在隧道设计阶段，应当充分做好地质环境勘测工作，包括地质结构、水文、温度、湿度等方面的资料，都应当详细准确，以便为隧道设计提供准确的参数。在设计时，根据不同的地质环境条件，采用适宜的结构布局，确保衬砌和支护具有足够的承载能力。如果在施工过程中，发现地质环境条件发生变化，或者与设计资料不相符合，应当及时根据实际情况进行变更，以符合地质环境的需要。
2、原材料控制
水泥，不同品牌、不同规格、不同批次的水泥不能混用。矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥干缩性较大，容易导致二衬干缩变形，尽量避免使用。
骨料，对于含泥量超过规定的骨料要进行淘洗，确保骨料含泥量符合规定。对级配差的骨料要改善其级配直至符合规定。风化岩强度低，质地疏松，反应性骨料性质不稳定，均不能用做混凝土的原材料。在不导致泵送堵管的情况下，尽可能选用较大粒径的碎石，针、片状物含量不大于15%，粒径以5mm～31.5mm为宜。采用级配良好的中砂，细度模数应为2.3～3.0，粒径小于0.315mm的颗粒含量所占比例宜为15%～20%，为方便混凝土的运输、泵送和浇筑，砂率取35%～45%。
外加劑，施工时必须慎重选择外加剂的品种和掺量，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。
3、加强施工管理
加强施工管理可以有效的提高二次衬砌混凝土施工质量，在开挖爆破时，要注意控制炸药用量，减少开挖爆破对围岩的扰动引起结构变化，降低外部应力对二次衬砌混凝土的影响。对于初期支护，必须注意其平顺度，并严格近制二次衬砌的厚度。为了减少砼内部收缩应力，二次衬砌使用的模板长度不宜超过9m，对骨灰比和水灰比经过试验论证后再投入实际应用。在拆模时，必须在砼强度达到2.5MPa后才可进行，并减少拆模对混凝土结构的挠动。在浇筑完成后，及时对混凝土进宪养护，控制其温度的变化，避免因温度变化造成混凝土拉应力过大出现裂缝病害。
四、二次衬砌混凝土裂缝修补方法
在二次衬砌混凝土出现裂缝病害后，必须及时进行修补，以防止裂缝病害进一步扩大，常用的修补方法有以下几种：
1、表面修补法
表面修补法是目前二次衬砌裂缝病害常用的修补方法。但这种修补方法只适用于对结构稳定性和承载能力没有影响的表面裂缝和深进裂缝的修补，当裂缝对二次衬砌结构稳定性和承载能力有影响时，这一方法将不能达到修补效果。通常采用的表面修补法有表面涂抹法和表面贴补法两种，其适用性也并不相同。表面涂抹法适用于细而浅的不漏水不伸缩裂缝，所采用的材料有水泥浆、环氧胶泥、油漆、沥清等。
2、填充修补法
填充修补法采用水泥浆等修补材料直接填充裂缝，主要适用于较宽的裂缝，这种修补法作业简单，费用相对较低，并能很好的实现对较宽裂缝的修补。当裂缝宽度过小、深度过浅，或者裂缝内有杂物时，可对裂缝进行简易处理，开V形槽再作填充。
3、灌浆封堵法
灌浆封堵法是采用压送设备，将胶凝材料压入裂缝中，从而达到封堵裂缝的目的。这种方法可广泛应用于细微裂缝和大裂缝，封堵效果较好。通常采用的胶凝材料有水泥浆、甲基丙烯酸脂、环氧树脂等，尤其使用弹性补缝器更为简单方便，能很好的达到修补裂缝的效果。
结束语
近年来，随着泵送混凝土施工技术在隧道施工中的广泛应用，二次衬砌混凝土裂缝病害正成为主要的隧道病害，严重影响隧道施工质量。预防二次衬砌混凝土裂缝病害，应当从设计、材料、施工等方面全面着手进行。当出现裂缝病害之后，要深入分析病害成因，积极主动的采用适宜方法进行修补，以避免病害进一步扩大，影响隧道的正常使用和安全性能。
参考文献
[1] 李红涛，刘荣平.隧道二次衬砌施工的工程质量控制[J].山西建筑，2008（27）.
[2] 吴荣锋，李淑琴.隧道二衬砌混凝土裂缝控制技术[J].铁道标准设计，2007（S2）.