[发明专利]一种明挖现浇隧道主体结构混凝土抗裂施工方法

说明书

本发明属于隧道施工技术领域，尤其公开了一种明挖现浇隧道主体结构混凝土抗裂施工方法，其包括浇筑长度划分步骤、抗裂混凝土的制备及入模温度控制步骤、以及施工工艺控制步骤。本发明针对明挖现浇隧道主体结构混凝土收缩开裂的主要矛盾，从控制抗裂混凝土的温度(抗裂混凝土的绝热温升、入模温度、最大温升、里表温差、中心温降速率、拆模或拆除外保温措施温差)和收缩变形(抗裂混凝土7d自生体积变形和28d变形)两个方面，提出了抗裂性控制指标及实施方案，针对不同部位的主体结构形成了定制化成套技术方案，控制指标明确，普适性强，施工简单，可有效抑制贯穿性收缩裂缝，解决渗漏问题，提高工程建设质量。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体来讲，涉及一种明挖现浇隧道主体结构混凝土抗裂施工方法。

背景技术

尽管在明挖现浇隧道结构领域，相关人员已经积累了诸多工程实践，然而，混凝土的开裂渗漏问题仍然十分突出，甚至有“十隧九漏、无隧不裂”的说法。调研和研究结果表明，除少部分渗漏因接缝处理不当造成外，大部分渗漏都是由混凝土早期收缩开裂造成的。因此，解决混凝土早期收缩开裂是控制明挖现浇隧道结构渗漏、保障工程建设质量的关键。

与预制沉管隧道相比，明挖现浇隧道受施工场地、环境、浇筑工艺等因素限制，裂缝控制难度更大。与普通工民建地下空间结构、城市轨道交通地下车站等工程相比，明挖现浇隧道通常由于其结构尺寸大、分段浇筑长度长等因素也导致裂缝控制难度更大。

现有技术中虽然有一些针对现浇隧道的抗裂控制方法，但一般包括下述两方面措施：1)在减小分段浇筑长度、采取加密冷却水管、控制入模温度等措施的基础上，通过优化分步浇筑工艺，将侧墙和底板一次性浇筑，之后再浇筑顶板，即通过这种半断面浇筑工艺减少先浇筑底板对侧墙混凝土的约束，达到降低侧墙混凝土开裂风险的目的；2)通过仿真模拟计算，在混凝土内部布置加密冷却水管并采取一定的控制工艺来降低混凝土开裂风险。但前述抗裂控制方法仍旧各自存在弊端，采用1)措施虽然可有效减少侧墙的开裂问题，但对工程支护开挖条件及模板工艺要求较高；而采用2)措施虽然可以大幅降低混凝土温度收缩，但并不能解决混凝土因早期自收缩叠加造成的开裂问题。

另外，虽然现有技术中针对混凝土抗裂的研究诸多，但多是针对桥梁的大体积承台、城市轨道地下车站等应用场景，并不适用于明挖现浇隧道。如针对桥梁大体积承台这一应用场景，其中混凝土的结构形式、配合比、施工工艺以及引起开裂的因素等与明挖现浇隧道混凝土均存在显著的区别；而针对城市轨道地下车站这一应用场景，一般其混凝土等级与明挖现浇隧道的要求不同，且明挖现浇隧道的主体结构尺寸通常远大于城市轨道交通地下车站主体侧墙结构，或由于叠合墙内衬混凝土结构形式及引起开裂的原因与明挖现浇隧道混凝土存在显著区别，从而导致现有技术中相关抗裂技术并不适用于明挖现浇隧道工程。

综上，有必要提供一种针对明挖现浇隧道主体结构混凝土抗裂施工方法。

发明内容

本发明的发明人基于水化-温度-温度-湿度多因素耦合模型开发的软著登字第1470077号“结构混凝土早期开裂风险评估分析软件”评估结果及大量工程实践，发现约束条件下温度收缩和自收缩叠加是导致明挖现浇隧道主体结构混凝土出现早期收缩开裂的主要原因。另外，通过总结现有文献资料及工程实践，发现单一降低混凝土约束、减小混凝土温度收缩或简单组合多种工艺措施时，可有效降低混凝土的收缩开裂程度，但仍未完全解决混凝土收缩开裂问题。尤其是，采取半断面或全断面浇筑工艺容易受施工条件的限制，而采取加密冷却水管的措施不仅提高了建设成本，还给混凝土的浇筑振捣带来困难，且加密冷却水管无法抑制混凝土自收缩，仍无法抑制混凝土的早期收缩开裂。

因此，结合上述现有技术存在的问题、以及发明人的实践总结，本发明提供了一种明挖现浇隧道主体结构混凝土抗裂施工方法，具体采用了如下的技术方案：

一种明挖现浇隧道主体结构混凝土抗裂施工方法，包括步骤：