水工隧洞混凝土裂縫分析及加固研究

蒲海東

摘 ?要：最近幾年，在我國科學技術高速發展的背景下，在建設工程中水工隧洞工程施工技術不斷提高。在水工隧道混凝土結構施工過程中主要的質量問題是裂縫，導致了結構承載能力和耐用性的降低和內部抗拉鋼筋的磨損，減少了結構部件的使用壽命，并造成了嚴重的安全隱患。本文分析了施工階段的裂縫原因，并提出了相應的控制措施。對于水工結構中的裂縫，鋼板和新型碳纖維材料用于加固混凝土結構，并增加結構的強度和穩定性，以此來確保整體結構的安全。

關鍵詞：水工隧洞;混凝土裂縫分析;加固研究

引言

在進行隧洞混凝土施工過程中，通常情況下混凝土材料的選擇應用情況會直接影響到工程施工質量，使得混凝土結構內應力發生變化，容易在表層集中出現裂縫，嚴重的還可能會出現貫穿裂縫，不僅影響了結構的整體穩定性，同時也直接影響了混凝土結構的正常使用。

1水工隧洞裂縫概述

在水工隧洞施工過程中，出現裂縫主要有兩種類型，水力隧道伸縮縫處的漏水和隧道的深層裂縫。伸縮縫滲水主要原因可能是膨脹縫在施工過程中未得到有效處理，或在進出混凝土路面施工過程中未采取相應的熱防護措施，溫度的差異容易造成鋼筋混凝土結構出現裂縫。對于深度的裂縫，主要是由于在進行混凝土支架施工過程中，建筑材料的水化造成的，導致了裂縫的出現。目前，裂縫已成為水工隧道施工中相對普遍的質量缺陷，必須采取有效措施來控制隧道中裂縫的形成。在水工隧道的長期運行中，它必須承受諸如水壓、圍巖壓力、溫度應力和主壓力之類的復合載荷?；旌虾奢d會在水工隧道的凝結結構中造成裂縫。此外，人們對建筑物安全性和環保性的要求也在不斷提高。設計標準較低的建筑物不能滿足人們的建筑安全要求。對于破裂或無法滿足工程設計標準要求的液壓隧道，必須采取有效地步驟進行升級，裂縫的預防和控制可以有效減少液壓隧道中裂縫的形成。水工隧道中混凝土的裂縫是不可避免的工程問題。加強預防和避免伸縮縫滲水的水工隧道成為另一項技術挑戰。

2水工隧洞混凝土裂縫分析

2.1外力荷載引起的裂縫

在進行鋼筋混凝土結構施工的過程中，結構構件中的界面彎矩以及剪力等會直接影響到鋼筋混凝土結構的整體受力情況。由于結構所受到的內力不同，裂縫呈現出的形態也勢必會有很大的不同。首先，彎曲裂縫。對于此種裂縫來說，是因為兩點對稱的荷載作用，從而出現了結構彎曲的現象，這是由于外荷載較大所引起的;其次，受拉裂縫。對于此種裂縫來說，一般會出現在構件處，主要表現為延伸擴展的結構裂縫，對于此種裂縫來說，往往對鋼筋混凝土結構會產生較大的破壞，其產生原因主要是由于構件所受到的張拉力超過了混凝土結構的極限抗拉強度;最后，受壓裂縫。受壓裂縫是現階段混凝土結構施工過程中最為常見的裂縫形式，對于此種裂縫來說，主要是由于在軸向壓力的作用之下，壓應力超過了混凝土自身的抗壓強度，這也就導致了結構應力直線下降。

2.2溫差太大的原因

如果溫度變化幅度太大，會導致襯砌混凝土收縮產生裂縫。當隧洞通風條件不好時，溫度過高不利于散熱，這種情況常見于南方水工隧洞施工，隧洞一直處于高溫狀態，溫度升高的同時會有水分的蒸發和冷卻，混凝土難以保持良好的狀態，整個施工環境和混凝土的溫度變化導致裂縫出現。

3水工混凝土裂縫控制措施及加固分析

3.1建立起完善的裂縫防治措施

對于水工混凝土裂縫來說，其產生原因具有多樣化的特點，為了可以有效保證水工施工的整體合理性，并且保證水工結構的安全運行，應該建立起完善的裂縫防止措施。在對裂縫的危害性進行評估以及分析的時候，應該注意應用施工現場檢驗、數學模型監控以及結構計算分析等多種方式，積極將智能化以及數字化的技術引入到水工建設工程當中，通過這種方式來盡量降低結構裂縫出現的可能性。同時，還應該注意應用小波分析、現場檢測法等等多種方式來對工程建設現場的實際情況進行確定，將其當作建立起完善裂縫防止措施的重要依據。

3.2溫度的控制

在水工隧道混凝土施工中，形成的裂紋的通常是由溫度所引起的。因此必須降低進入儲存倉庫的混凝土的溫度，添加冰塊減少攪拌過程中混凝土水化熱的反應，可以降低混凝土的溫度。還需要減小混凝土內部和外部之間的溫差。在混凝土攪拌過程中，水合反應將釋放出大量的熱量，很容易導致混凝土的表面溫度不均勻導致裂紋。在鑄造過程中，只要避免溫度不均勻，就可以最大限度地減小溫度應力減小破裂的可能性。國外在分析大量混凝土時特別注意混凝土材料的選擇，就溫度升高而言，大多數外國都使用預冷或噴水冷卻。研究如何有效地提高我國混凝土結構的抗滲性和防水性，將通過合理化促進混凝土結構的發展，從而有效地防止裂縫的形成。

3.3施工階段引水隧洞混凝土裂縫防治措施

在工程施工階段混凝土裂縫防治可從以下幾個方面進行控制：①澆筑材料的選取及質量控制。②施工工藝質量控制。③施工環境溫度控制。④新技術的使用。澆筑材料是保證引水隧洞混凝土結構質量達標的基本條件，科學合理的材料選取及配比可以保證結構強度的同時具備一定的經濟性。施工工藝質量控制是將設計方案轉化為現實，沒有較好的施工工藝質量控制，再好的設計方案也難以達到預計的目標，因此，在引水隧洞混凝土襯砌施工過程中應當嚴格按照施工工序進行，使用多種運輸工具完成混凝土的運輸，使用跳倉澆筑的方式防止混凝土澆筑過程中溫度較高，混凝土材料的振搗必須充分不可漏振也不可過振，完成混凝土澆筑工作后，需要對混凝土表面抹光壓實并按照要求進行養護。

結語

綜上所述，我國建設施工廣泛的應用鋼筋混凝土結構。該結構的實際應用取得了較為理想的效果，有效地提高了建筑結構的整體安全性。在水工隧道的施工中，裂縫是一個長期存在的問題，這勢必會對混凝土結構的整體安全性和穩定性產生一定的影響，因此本文詳細地分析具體問題和分析裂縫的原因，并且對結構加固和預防提供了一些有效地措施和應對方法。

參考文獻

[1]張成貴.水工隧洞混凝土裂縫分析及加固研究[J].科技風，2021（1）：191～192.

[2] 王春云.淺談水工隧洞施工裂縫預防及加固措施[J].農業科技與信息，2020（15）：127～128.