隧道结构耐久性研究综述

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1、公路隧道2011年第2期(总第74期)隧道结构耐久性研究综述鞠颂(山东建筑大学土木工程学院济南250101)摘要我国铁路隧道的修建已有十多年的历史，公路隧道正进入建设的高潮期，隧道结构的耐久性应该引起足够的重视，从设计、施工阶段就开始考虑今后的耐久性问题。本文总结了目前隧道工程耐久性研究的成果，希望能够引起广大研究及设计施]二人员的关注和重视。关键词隧道结构耐久性研究成果的隧道混凝土衬砌开裂，裂缝长度占隧道长度的1问题的提出19．2。而1997年的调查表明，铁路隧道发生裂损在合理的设计、施工和维修管理条件下，隧道结的数量约占当年隧

2、道拥有量的10。铁道部科学构物会具有良好的承载性、耐久性和满足耐久性要研究院西南分院也对广州、沈阳等铁路局所辖的部求的使用寿命。但如设计、施工不当或对某些潜在分隧道进行抽样调查，漏水隧道仅占50．4，有的的因素考虑不周，或维修管理不善，就会出现劣化现区段高达94，严重漏水的约为调查数量的三分之象或加速劣化的发展，从而造成结构物耐久性的降一，导致了铁路钢轨锈蚀、道床翻浆、电力牵引设备低或使用寿命的缩短。漏电，从而危害正常运行。此外，由于隧道周围地下最近，日本一些有识之士提出“2020年的警钟”水中含有侵蚀性物质以及机车排放废气侵蚀而

3、导致即“日本将从土建大国变成修缮大国”。2020年的混凝土腐蚀，据1998年底统计，我国铁路隧道受腐结构物维护费和改建费，仅建设省就超过2兆日元，蚀而裂损的有734座，占隧道总数的13．2。严重是今天的3倍，维护费用将成为国家财政的巨大负的如7O年代建成的成昆铁路的某些区段，交付使用担。我国铁路隧道的修建已有十多年的历史，许多仅3年，就有22座发生化学腐蚀；到1978年普查，隧道都已经进入高维修管理阶段，维修费用将大幅有的腐蚀深度已达30mm以上，隧道底部隆起有的度的增长，这是不容忽视的。公路隧道正进入建设达330mm。的高潮期，

4、应该从一开始就重视引入“少维修”的概2隧道结构耐久性研究现状念，使结构物具有符合要求的耐久性。对于隧道结构来说，由于我国修建隧道结构，尤2．1国外现状其是大型隧道结构的时期较晚，还未出现大面积的美国、法国、德国等上世纪六十年代以来为提高隧道结构耐久性问题；但由于在修建过程中未考虑地下管道、停车场、燃料贮藏库的耐久性而进行了系隧道结构的耐久性问题，隧道结构的耐久性问题必列的研究工作，主要在材料性能和构造措施方面的将会大量出现。如早期建设的成昆铁路自渡口至碧努力；日本于1994年寻求建立地下混凝土结构的水鸡关段809／6左右的隧道都曾

5、返修；上海打浦路越江密性(抗渗性)耐久性评价模式；韩国对隧道用喷射隧道因混凝土碳化、混凝土衬砌渗流严重而多次封高性能混凝土进行了冻融循环、快速碳化和氯离子闭大修；北京、香港地铁发生迷流腐蚀导致结构裂损侵蚀以及现场暴露试验，试验结果表明高性能喷射加剧影响运行等，由这些事例显示的耐久性问题的混凝土耐久性优于传统喷射混凝土；英国、中国台湾严重性应当得到足够重视。以铁路隧道为例，由于近年来对于地下水对地下工程结构的腐蚀性进行了老的铁路隧道衬砌结构绝大都采用素混凝土构筑，研究；Lomax等发表了采用阴极保护系统防治氯离所以不存在钢筋锈蚀问题

6、。但由于设计缺陷以及取子腐蚀地下蓄水池钢筋混凝土结构的研究成果；用的混凝土强度等级过低，隧道衬砌的裂损、腐蚀和Mogilevskaya早年曾对土体流变影响地下连续墙渗漏现象非常普遍。根据1972年铁道部对全国30稳定性及耐久性的方式进行了研究；Clarke研究超～70年代修建的94座隧道进行的调查，有93．29／6细微耐久性混凝土在地下工程中的应用；Wil1ie·15·公路隧道2011年第2期(总第74期)Kay总结了当前可用来提高隧道结构耐久性和服务提出了针对性的T程措施；l

7、磊等阐述了混凝土裂年限的选材，提出采用高性能混凝土衬

8、砌以及采取缝的种类，从收缩裂缝、温度裂缝、不均匀沉降裂缝合理的防排水措施可有效提高隧道的耐久性；日本等方面论述了裂缝的产生原因，并从T程设计、材曾建立雨水渗流系统对地下管线、u型沟的渗透性料、施工、养护等方面提f+I了裂缝控制的措施与方进行了近2O年的观察研究；在先进设备仪器、技术法。然后又对既有的混凝土裂缝，根据不同情况提开发方面，美国采用扫描电镜分析材料组分反应变出了有针对性的治理方案。化，英国伦敦地铁结构修复与补强中对碳纤维复合在隧道衬砌的耐久性研究方面，刘恒等结合龙材料的应用，法国在地下工程结构灌浆施工中采用头山隧道的T程

9、概况，分析了影响隧道耐久性的儿新技术以增加耐久性，日本开发出新型光纤维振动个主要方面，从管理理念、设计、材料、施T维护等埘传感器用来检测、诊断工程结构的健康度，瑞士总结提高隧道耐久性的对策进行了简要阐述；王振信针了钢纤维湿喷T艺在大型地下工程中应用