随着交通设施建设的推进，明挖隧道工程建设越来越多，隧道混凝土结构往往处于较大水压作用下，这对抗裂防渗技术提出了很高的要求。目前国内运行的铁路隧道中，有很大比例存在衬砌劣损、渗漏水等病害现象，城市水下隧道的渗漏问题要更为严重。一旦出现混凝土裂缝、渗漏问题，会影响隧道功能的正常使用，危害混凝土结构安全，甚至可能引发质量安全事故。为此，分析明挖隧道混凝土抗裂防渗存在的问题及原因，探讨混凝土抗裂防渗的提升技术措施，具有极为重要的现实意义。
1.明挖隧道工程混凝土抗裂防渗的常见问题分析
顶板、底板、侧墙等主体混凝土结构开裂是引起渗漏水现象的主要问题。明挖隧道主体混凝土结构体积大、强度高、距离远、周期长，会使混凝土处于大收缩、高温升状态，容易出现贯穿性开裂现象导致渗漏水问题。隧道混凝土结构厚度越大，水化温升越高，表面与内部温差会形成温度应力而产生温度收缩变形。同时，由于明挖隧道施工周期长，季节环境因素变化也会增加隧道混凝土结构开裂风险。
外防水层施工问题直接影响实际防水效果。明挖隧道外防水层施工多采用预铺反粘高分子防水卷材形式，根据施工条件情况选择外防内贴或外防外贴形式。由于明挖隧道的开挖面通常很小且侧墙混凝土施工为单侧支模，多采用外防内贴形式预铺反粘高分子防水卷材，防水卷材直接固定在外支护面上，容易在铺贴施工中出现破损、脱落以及雨水提前浸泡等问题，导致外防水层的防水效果大打折扣。而在外防外贴形式下，虽然作业面充裕、外防水类型多样，但由于有机高分子材料的耐久性较差，仍面临搭接不牢、易老化失效等问题。
明挖隧道工程往往面临“十缝九漏”的情况，变形缝、施工缝等一般采用止水带、膨胀止水条等来防止渗漏水，或是设置局部防水材料加强层进行密封处理。然而在实际施工中，通常面临止水带等安装不到位、破损、搭接不牢等问题，比如止水带本身耐久性不足导致失效，提前遇水膨胀失效，等等。
明挖隧道工程裂缝渗漏的修补工艺主要采用压力注浆修补方式，修补材料包括水泥基注浆材料、水泥基复合注浆材料和水玻璃、有机高分子等化学注浆材料，各种材料均有一定的局限性。比如使用普通硅酸盐水泥的单液水泥注浆材料可注性较差，浆液易沉淀析水，如果使用超细水泥注浆材料会面临高成本、难运输、流动性差等问题。
2.明挖隧道工程混凝土抗裂防渗的提升技术措施
2.1隧道主体混凝土结构施工技术措施
明挖隧道混凝土结构开裂属于质量通病，受混凝土温度及收缩变化作用而产生开裂，这对混凝土原材料、配合比和结构尺寸、施工工艺等提出了更高的要求，要采用高抗裂自防水混凝土，制定科学的施工方案并严格执行。
为了提升混凝土的抗裂防渗性能，要选用适合的混凝土原材料，对进场原材料进行严格卡控。混凝土材料进场前要进行相容性试验，进场时物资管理人员验收材料外观质量、数量，再由试验人员取样送检合格后方可投入使用。综合考虑混凝土材料性能、环境条件、施工工艺等因素的影响，通过试验总结确定混凝土最佳配合比，合理增加混凝土抗裂剂等外加剂，适当降低混凝土水热化，并在施工过程中进行验证和优化。
混凝土施工过程中，要实时监测混凝土温度与外部环境情况，严格控制各环节的施工质量，并采取必要的控制措施。在浇筑作业时要布料均匀，合理控制振捣顺序和时间，浇筑后及时松开鱼尾板、扣件以释放应力，冬季施工可搭设暖棚并使用热风炮升温。针对轨枕四角“八字”裂纹的问题，可采用加强振捣、优化配筋等措施，尽量控制裂纹的产生。在混凝土养护过程中，要根据试验段总结混凝土养护方式，在不同环境条件下采用适合的养护方式，比如冬季施工要对混凝土进行包裹覆盖，监测混凝土成型状态以优化养护计划。养护完成后进行试块强度检验工作，对裂缝、麻面等缺陷部位采用内部修补或表面封闭等修补处理措施，确保混凝土工程质量达标。
2.2外防水层施工技术措施
明挖隧道工程外防水施工往往面临破损、脱落等问题，这需要选用更好的外防水材料，并科学制定外防水工艺方案。为了切实提升抗裂防渗效果，要在采用高抗裂自防水混凝土的同时做好外防水施工。
结合明挖隧道外防水的作业面情况，可单独使用防水砂浆、聚氨酯防水涂料、高分子沥青防水卷材等材料，或是对不同材料进行组合使用，对不同材料采用刚-刚或刚-柔等结合方式，对外防水层的施工方案进行优化设计。建议组合应用不同外防水材料，并对比分析喷涂、刷涂、热熔、湿铺、自粘等工艺形式的效果。通过对固定龄期的渗漏水情况进行验证，从渗漏部位、面积、时间和施工效率、成本、效果等方面确定最佳的外防水组合应用工艺参数，根据整理出最佳的施工工法，提升外防水层的防渗漏性能。
2.3特殊节点防水技术措施
变形缝、施工缝等特殊节点要选择合适的接缝防水材料和处理工艺。可根据明挖隧道防水施工的需要，合理选择渗透结晶防水材料、可翻转止水钢板等防水材料的组合设计，根据接缝形式的变化确定最适合的防水材料组合及关键性能指标，确定构造做法及施工控制要求。
在变形缝、施工缝防水施工前，要对接缝处进行凿毛处理，清理残余混凝土。优化防水施工工艺及工序，要注重工艺流程的科学、实用，条件允许的情况下对不同工艺及工序进行操作验证。在施工过程中，应严格把好工序关，预埋疏水层、引流管，认真做好界面层防水等工作，加强特殊节点的防水性能。
2.4渗漏水病害处理措施
明挖隧道工程裂缝渗漏的修补工艺建议采用堵-疏结合的方式，对不同方式采用适合的渗漏水质量措施。比如板式结构应以排为主，可采用开槽引流等方式将水引到集水坑、排水沟，而侧墙结构以堵为主，可通过局部再造防水层来堵住渗漏。
同时，要选择适合的修补材料。水泥基复合注浆材料可以有效解决单液水泥注浆材料的缺点，但也要注意具体材料的优缺点和适用性，比如水泥-黏土注浆材料存在黏度高、强度低的问题，水泥-水玻璃注浆材料存在注浆止水时有碱溶出易粉化的问题，水泥-粉煤灰注浆材料存在早期强度低的缺点。相对而言，有机高分子注浆材料的综合性能普遍较好，但面临成本高的缺点，还需要注意聚氨酯类、环氧树脂类等材料的缺点和不足。比如环氧树脂类材料可注性小、憎水性强不适用于潮湿裂缝处理，适用于干裂缝的修补处理。
结语：
综上所述，明挖隧道工程混凝土抗裂防渗问题通常表现为隧道主体混凝土结构开裂渗水，或是外防水层施工质量不佳出现渗水现象，或是变形缝、施工缝引起的渗水问题，以及修补工艺和材料问题导致的开裂渗水问题等。抗裂防渗问题的防治，既要做好混凝土原材料的选用和配合比分析，制定科学可行的施工方案，也要加强混凝土施工、外防水层施工等施工环节的监测和管控，以整体提升明挖隧道工程的抗裂防渗性能。
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