摘要： 在地铁隧道工程中最大的重点和难点就是如何有效的控制大体积混凝土构筑物的裂缝，为了有效的提高地铁隧道的耐久性关键是提高混凝土的耐久性以及控制混凝土裂缝。本文主要阐述了混凝土裂缝的种类，并且阐述了不同裂缝产生的原因，并且从设计、施工、材料以及养护等方面提出了控制裂缝的措施。同时根据不同情况对既有的隧道混凝土的渗漏情况采取了有针对性的治理方案进行治理，保障了结构的安全运营。
abstract： in the subway tunnel engineering，the largest emphasis and difficulty is how to effectively control the cracks of mass concrete structures. in order to improve the durability of subway tunnel， it is key to improve the durability of concrete and control concrete crack. this paper mainly introduced the types of concrete cracks， explained the reasons for various cracks， and put forward the measures to control the cracks from design， construction， materials and maintenance etc. at the same time， according to the different situation， effective treatment measures for the leakage problems of existing tunnel concrete has been taken to ensure the operation safety of structure. 关键词： 隧道；耐久性；裂缝；治理
key words： tunnel；durability；cracks；governance
中图分类号：tu3 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）11-0113-02
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作者简介：杨大林（1973-），男，满族，辽宁北镇人，工程师，研究方向为地铁施工技术。 0 引言
地铁区间隧道是地铁工程中的重点工程，区间隧道的结构安全贯穿于隧道施工及运营的各个方面，从国内最早修建的北京地铁至今，已有十几个城市在修建地铁，但从各地地铁的建设及运营来看，暗挖区间隧道存在很多的问题，而一直困扰地铁运营与管理部门的则是地铁隧道中钢筋混凝土的耐久性较低。我们地铁隧道一般处于地面以下，因此常常会受到地下水的侵蚀。在运营过程中地质水文条件是不断变化的，而且机车在行驶过程中产生振动，这些都会造成结构一定程度的损伤或者是微裂纹，如果不能够及时的修复，这些微裂纹就会进一步发展成为大裂纹甚至产生裂缝，地下水就会随着裂缝侵入隧道从而侵蚀其内部结构和附属管线，从而影响地铁的正常运营以及降低隧道的使用寿命，因此，对于地铁隧道来讲最急需迫切解决的问题就是混凝土的耐久性不足。本文结合大连地铁渗漏治理的一些工作，提出了提高地铁隧道混凝土耐久性的一些措施。
1 混凝土裂缝的产生
混凝土发生劣化最直观的表现就是结构出现裂缝、疏松以及剥落
等。如果混凝土出现劣化就会对钢筋失去保护的作用造成钢筋裸露在外而导致锈蚀而降低承载能力。因而，保证结构安全运营的关键就是控制裂缝的发生和发展[1]。导致混凝土裂缝主要有以下因素： ①化学因素，主要包括碳化反应，硫酸盐侵蚀，碱骨料反应等因素。
②物理作用，主要是指的塑性收缩，干缩，温度裂缝以及沉陷裂缝等。另外，环境也是引起混凝土裂缝的重要因素。 2 新建隧道混凝土裂缝的预防
混凝土裂缝是不可避免的，但也是可以控制的。控制隧道裂缝，主要从设计、原材料选择、混凝土配合比和施工工艺等方面入手。 2.1 设计 保持构件截面均匀，避免截面突变出现尖角、棱角，以减小混凝土收缩应力和荷载应力的集中。通过裂缝宽度验算调整主筋配筋量，把裂缝最大宽度控制在迎水面不大于0.2mm，背水面不大于0.3mm。结构配筋应加强纵向分布钢筋，其配筋应按细而密的原则配置，钢筋间距宜控制在150mm以内，必要时可加设扩张金属网，以提高混凝土的极限拉应变，控制混凝土的收缩裂缝。 2.2 原材料选择
2.2.1 水泥 防水混凝土采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥强度不低于42.5mpa。在满足混凝土强度和抗渗性条件下，减少水泥用量是防止混凝土开裂的重要措施。但胶凝材料的最少用量不宜少于320kg/m3（包括外加剂和掺合料），水泥用量不低于260kg/m3。应严格控制水泥中的含碱量（以na2o计），符合
“gb175-2007”的相关要求。
2.2.2 掺合料 混凝土优先采用双掺技术（搞笑减水剂和优质粉煤灰），可掺入一定数量的粉煤灰（ⅱ级或ⅱ级以上）、磨细矿渣粉、硅粉等。实行标准：gb/t1596-2005。粉煤灰的掺量应根据实验要求确定掺量，但应控制在胶凝材料的30%以内。
2.2.3 粗骨料 宜选用连续级配碎石，空隙率小，石子粒型应呈等粒状，不得含有害物质，应选用抗风化、坚硬、强度高的粒状碎石。碎石的抗压强度应比所配置的混凝土强度至少高20%。具体检验方法按“jgj52-2006”执行。宜采用粒径为5mm～25mm连续级配的粗骨料。
2.2.4 细骨料 宜采用中粗砂，不宜采用海砂，应采用均匀、坚硬、吸水率低、空气率小、洁净、抗风化性强的砂粒。具体检验方法按“jgj52-2006”执行。
2.3 混凝土配合比 在高性能混凝土中，除掺入高效减水剂外，还掺入了活性矿物材料，它们不但增加了混凝土的致密性，而且也降低或消除了游离氧化钙的含量。在大幅度提高混凝土强度、抗渗等级的同时，也大幅度地提高了混凝土的耐久性。在满足抗渗要求的前提下，尽量减少水泥用量。在设计允许的前提下，大体积防水混凝土（因大多掺有矿物掺加料）可采用后期强度（60d或90d）进行配合比设计。 3 混凝土施工裂缝的预防
影响混凝土裂缝的因素很复杂，不是单一因素造成的。因此控制
混凝土裂缝也不只是某一环节的事，涉及包括设计、混凝土原材料质量、混凝土配合比、施工过程中。因此需要在建筑施工过程中各个环节加以努力严格把关才能保证实现设计的混凝土结构的耐久性。
3.1 设计方面的主要控制措施
①设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。当无法回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋。
②在结构设计中，应重视对于构造钢筋的配置，应该遵守国家建筑设计规范内容；特别是对于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。例如混凝土设计规范上规定当混凝土保护层大于40mm时应设置？覫6@150的抗裂构造网片；按双向板配筋：为使楼板计算简图与实际受力情况一致，现浇楼板应按双向连续板计算配筋。为减少开裂，宜采用双面配筋，增加表面配筋量。楼板最小配筋率，且应采用细直径螺纹钢筋。例如在单向板满足受力情况下选用直径较小的钢筋，双面配筋，可减小间距，加大配筋率，满足受力要求。
③重视对结构薄弱部位、易开裂部位的处理，例如深基础与浅基础结合处、高低跨处、高层与底层结合处以及不同结构形式结合处等。
④设计中处理好柔性和刚性的关系。结构中所有构件都是约束与被约束的关系。所受约束越强，产生足够变形的余地就越小，就越
容易开裂。所以，设计过程中应重视结构中相连构件的约束关系。不能一味的追求柔性或刚性，应灵活运用，达到柔性和刚性并重。 ⑤设计中可根据实际情况推广使用新型混凝土材料：
补偿收缩混凝土，是指在混凝土中掺入适量膨胀剂或用膨胀水泥配制的混凝土膨胀剂依靠本身的化学反应或与水泥其他成分反应，在混凝土硬化过程中产生一定的限制膨胀补偿混凝土硬化过程中的收缩（以干缩、冷缩为主），打到减少混凝土裂缝的效果。 抗裂纤维混凝土，是指在混凝土中加入聚丙烯纤维（或钢纤维），一方面使混凝土失水面积有所减少，水分迁移较为困难，从而使毛细管道收缩形成的张力有所减少。另一方面，低弹性模量的聚丙烯纤维相对于塑性浆体成为了高弹性模量材料依靠纤维材料与水泥浆之间的界面吸附粘接力、机械齿合力等，增加了材料抵抗开裂的塑性抗拉强度。材料表面的开裂状况得以减轻，甚至消失。另外由于纤维以单位体积内较大数量均与分布于混凝土内部，微裂缝在发展过程中必然遭受阻碍，消耗了能量，难以进一步发展。还有其纤维材料是惰性的，不会与混凝土中的其它材料发生反应。 ⑥合理的留设施工后浇带，施工过程中混凝土可以自由的收缩，从而大大减少收缩应力，使混凝土的抗拉强度可以大部分用来抵抗温度应力，提高混凝土抵抗温度变化的能力。 3.2 混凝土施工中的主要控制措施
①制定详细的混凝土施工方案。施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、施工工艺、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣
等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割，最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外，分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意，一般来说，因尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在砼的受压区，确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子，应选择当天气温较低时浇筑。如果必须在夏季施工，则应采取材料降温措施来控制混凝土入模温度（应当低于周围环境温度）。
②浇筑大方量混凝土前应事先制定具有可操作性的施工方案，并在经有关方面批准后实施。土施工方案中要明确混凝土的初凝时间、浇筑方向、一次浇筑的方量、施工缝的留设位置以及处理办法等，避免形成冷缝和因新、旧混凝土未完全咬合而形成局部薄弱界面，降低了混凝土的强度。一般大体积混凝土才送商品泵送混凝土，所以还要制定相关的泵送混凝，另外还必须进行混凝土的测温工作。从已有施工经验的测温情况看，混凝土内部温升的高峰值一般在3.5d内产生，3d内温度可上升到或接近最大温升，内外温差值在20℃左右，控制在规范规定范围内。
③在施工过程根据规范合理的调整施工方案。例如调整水平钢筋配筋方案，将水平钢筋置于竖向钢筋外侧，有效减少了混凝土保护层厚度。增强了剪力墙表层混凝土的抗裂性。 参考文献：
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[2]闻宝联，涂光备，刘凯利，等.钢筋混凝土桥梁病害调查与治理措施研究.桥梁建设，2004，（1）：78-81.
[3]赵志缙，赵帆.高层建筑基础工程施工（第二版）[m].北京：中国建筑工业出版社，1994.
[4]李建峰，黄永刚.钢筋混凝土梁裂缝原因及对策[j].长安大学学报（自然科学版），2005，（05）.
[5]李吉生.混凝土的裂缝及其防治的措施与技术[j].辽宁师范大学学报（自然科学版），2005，（03）.
[6]王昭元.水泥混凝土收缩裂缝问题成因分析（内部交流资料）.
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