隧道混凝土结构耐久性的环境影响因素及措施对策

隧道混凝土结构耐久性的环境影响因素及措施对策

姬大鹏

中交路桥华东工程有限公司上海200120

摘要：在隧道工程施工中，混凝土结构是其中非常重要的一项组成部分，其耐久性高低将直接对工程质量以及使用寿命产生影响。在本文中，将就隧道混凝土结构耐久性的环境影响因素及措施进行一定的研究。

关键词：隧道混凝土结构；耐久性；环境影响因素；措施；

1引言

在隧道工程建设当中，将应用到混凝土结构。而在隧道运行的过程中，也具有较多因素的存在将对其耐久性产生影响。对此，即需要能够对相关因素做好把握，以针对性措施的应用保障结构安全。

2主要环境因素

在隧道混凝土应用中，环境当中对其耐久性产生影响的因素主要有：第一，碱-集料反应。对于该反应来说，即是混凝土当中集料同碱活性组分间形成的破坏性膨胀反应。对于该反应来说，将根据集料活性大小、使用环境、反应类型以及碱含量的不同存在一定的变化，同其余的混凝土病害不同，该病害具有整体性特征，且目前不具有特别有效的修补方式，而在碱-碳酸盐反应预防方面则还没有有效的措施。当该反应发生后，混凝土则将表现出碱-集料反应特征，在外观上主要为变形、渗出物以及表面裂缝等等，内部特征方面则具有反应环、活性集料以及凝胶等等。当因该反应的出现发生裂缝后，则会对其余因素对于混凝土的破坏起到加速作用；第二，冻融循环。冻融循环也是对混凝土耐久性产生影响的一项重要因素，该病害主要发生在我国的北方地区。冻融循环破坏同混凝土饱水度、反复冻融循环以及最低温度有关。导致该情况发生的原因，即是混凝土当中孔隙水在温度交替作用下形成渗透压力以及冻胀压力的疲劳应力，在该种力的影响下，在混凝土材料的表面则将发生剥蚀情况，并逐渐向混凝土深处发展。而如果混凝土当中具有较大的含水量或者衬砌后方具有较多地下水的储存，在冻胀力不断加大的情况下，混凝土材料则可能出现开裂破坏问题，并因此对建筑应用安全产生影响；第三，化学侵蚀作用。在混凝土当中，其中的化学侵蚀可以分为盐类结晶、二氧化碳侵蚀以及硫酸盐侵蚀这几种类型。在我国的西北以及西南地区，在隧道工程建设当中经常会受到化学侵蚀的影响。对于虽大工程来说，二氧化碳、硫酸盐以及盐类结晶等可以说是主要的化学侵蚀类型，且存在多种化学侵蚀同时存在的情况。

3应对措施

3.1原材料选择

在混凝土施工当中，做好原材料的科学选择是其中的重点内容，也是对混凝土质量进行有效提升的措施，在原材料选择中，其主要控制内容有：第一，水泥。水泥材料方面，可以对硅酸盐水泥进行选择。在存在硫酸盐侵蚀的区域，在必要情况下则可以对抗硫酸盐水泥进行选择。在具体材料控制方面，要保证水泥的碱含量在0.8%以内，当骨料具有碱-硅酸反应活性时，则需要保证水泥当中的碱含量在0.6%以内；第二，细骨料。细骨料方面，可以对质地均匀、级配合理且具有较小空隙率的洁净天然中粗河砂进行使用，也可以根据实际情况对机制人工砂进行使用，不得使用海砂或者山砂，并保证骨料在具体的颗粒级配方面能够满足施工要求。根据细骨料粗细程度的不同，可以将其分为粗、中、细这几个级别，在具体对混凝土材料进行配置时，需要对中级细骨料进行选择，在对粗级细骨料进行选择时，则需要积极做好砂率的控制，保证具有足够的胶凝材料用量以及水泥量，以此对混凝土材料的和易性进行满足。而在对细级骨料进行使用时，则需要对砂率进行适当的降低；第三，外加剂。需要对具有较小坍落度损失、适量引气、具有较高减水率且能够对混凝土材料耐久性进行提升的产品进行选择。对于外加剂材料，需要经过国家相关部门检验合格，且水泥同外加剂间需要具有良好的相容性，且在性能方面能够满足要求。

3.2配比控制

在混凝土施工中，混凝土材料的配比将对其耐久性产生非常大的影响，需要在实际处理中做好把握：第一，需要保证混凝土胶凝材料具有适宜的总量。在混凝土材料当中，需要对适量的矿渣粉、硅灰以及粉煤灰等矿物掺加料进行使用，以此实现水泥整体用量的减少。对于不同矿物掺合料来说，则需要根据混凝土施工环境特点、力学性能、耐久性以及拌合物性能进行处理，保证起能够通过相关试验确定。通常来说，矿物掺合料需要控制在总胶凝材料的20%以内，当粉煤灰掺量在混凝土当中的比例在30%以上后，则需要保证混凝土材料的水胶比在0.45以内；第二，混凝土结构当中氯离子的总含量需要控制在总胶凝材料的0.1%以内。

3.3施工质量控制

在隧道工程施工中，做好质量控制也十分关键，将直接关系到混凝土耐久性。在隧道施工中，因其工作面小、环境恶劣且具有狭窄的洞内场地特点，在具体施工中很容易受到环境因素的影响，并因此在施工质量控制中存在较大的难度。对此，即需要能够在隧道施工中对其做好全过程控制处理：第一，在隧道开挖当中，需要根据设计轮廓开展施工，对超挖情况进行严格的控制，避免发生欠挖情况发生，保证隧道断面具有良好的圆顺特点；第二，在混凝土施工中，要严格按照相关规程开展操作，保证其在厚度方面能够满足要求。在混凝土喷射方面，需要对湿喷工艺进行使用，通过自动计量配料以及强制搅拌机方式的应用进行拌合处理。在初期支护环节，需要保证其表面具有无空鼓以及平整的特点，通过喷混凝土方式的应用做好基面找平；第三，在二次衬砌混凝土施工进行之前，则需要根据施工以及设计要求提前做好混凝土材料的配比试验，根据实际混凝土结构的施工环境与特点对全过程质量保证措施进行制定；第四，在具体施工中，需要对混凝土在搅拌以及灌筑过程中的温度进行严格控制。避免出现过早升温以及降温过快的情况，且在混凝土表面同中心、混凝土同环境间不存在非常大的温差。

4结束语

在隧道工程建设当中，混凝土是其中的重要组成部分，混凝土环节施工质量也将对整个混凝土工程质量产生影响。对此，即需要能够做好重点把握，通过对影响因素的把握有针对性的制定应对措施，保障工程建设质量。

参考文献

[1]刘丽鹏.跨铁路隧道门式框架墩设计及施工分析[J].广东土木与建筑.2017(03).

[2]高晓冬.浅埋铁路隧道下穿高速公路施工沉降分析[J].建筑知识.2016(14).

[3]孙宪贵.软岩大变形铁路隧道施工控制技术的探究[J].建筑知识.2017(07).

[4]于学通.铁路隧道施工安全管理及控制措施分析[J].建筑知识.2017(07).