如何提高鐵路隧道防腐抗?jié)B支護(hù)技術(shù)

金微

摘 要：當(dāng)前鐵路隧道建設(shè)是我國(guó)交通建設(shè)中的重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容，為保證鐵路隧道質(zhì)量就需要在建設(shè)中對(duì)隧道的防滲以及防腐工作予以重視。文章主要針對(duì)施工中隧道防腐抗?jié)B中，混凝土的應(yīng)用進(jìn)行了分析。并對(duì)其中存在的問(wèn)題進(jìn)行了討論，并提出了相關(guān)的解決措施。

關(guān)鍵詞：防腐抗?jié)B；隧道；混凝土

1 隧道建設(shè)中混凝土應(yīng)用的基本現(xiàn)狀

1.1 抗硫酸鹽侵蝕相關(guān)現(xiàn)狀

在土壤中硫酸鹽是組成成分之一，如果土壤中的硫酸鹽濃度較低，則在鐵路隧道的建設(shè)過(guò)程中不會(huì)過(guò)多的影響到混凝土的應(yīng)用；但是如果土壤中硫酸鹽濃度稍高，超出了混凝土可以承受的范圍，那么就會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，尤其對(duì)埋在土中的構(gòu)筑物以及建筑物結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用。例如對(duì)橋梁、隧道以及房屋和涵洞的基礎(chǔ)部分所產(chǎn)生的破壞。這種結(jié)構(gòu)性的破壞會(huì)直接導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)受到膨脹作用而發(fā)生位移。目前我國(guó)對(duì)于該類問(wèn)題的處理手段較多，但是技術(shù)上相對(duì)落后，還存在很多技術(shù)缺陷，需要進(jìn)一步予以提升。

1.2 抗裂、抗?jié)B技術(shù)進(jìn)展

結(jié)構(gòu)裂縫在建筑施工中屬于常見的病害，裂縫控制需要系統(tǒng)化的技術(shù)。隨著近年來(lái)我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展逐步向著復(fù)雜化、規(guī)模化方向發(fā)展。建筑施工中商品混凝土的應(yīng)用極為廣泛，材料強(qiáng)度等級(jí)也逐步的發(fā)展提高。但是隨著混凝土材料應(yīng)用的推廣，鋼筋混凝土開裂問(wèn)題也逐步的顯露出來(lái)，而商品混凝土的應(yīng)用以及材料等級(jí)強(qiáng)度的提高都是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂的主要原因。而如何能夠提高混凝土材料在應(yīng)用過(guò)程中的防裂抗?jié)B性是目前研究的重點(diǎn)內(nèi)容。在研究中發(fā)現(xiàn)，膨脹劑的使用能夠有效防治結(jié)構(gòu)開裂，大大增加了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因而在鐵路隧道的建設(shè)中被廣泛應(yīng)用，并且也在各種防滲抗裂的項(xiàng)目中得以應(yīng)用。

膨脹劑的主要作用是在混凝土硬化時(shí)避免混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)收縮開裂，將其應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)中可以用于防止開裂，尤其將其應(yīng)用于防水要求較高的工程，例如，地鐵工程、水電工程以及地下水工和隧道建設(shè)等。

2 隧道結(jié)構(gòu)開裂原因

結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫的影響因素較為復(fù)雜，依照研究可以將裂縫的引發(fā)原因分為兩類：首先是外在荷載引發(fā)，包括靜荷載以及動(dòng)荷載，這種裂縫是由直接應(yīng)力以及結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引發(fā)，造成裂縫發(fā)生的幾率為20%；其次則是由于環(huán)境條件以及自身性質(zhì)變化引發(fā)形變而造成的裂縫，例如結(jié)構(gòu)因徐變、不均沉降以及膨脹、收縮和溫度等條件的變化會(huì)發(fā)生不同程度的裂縫，幾率高達(dá)80%。

2.1 材料問(wèn)題

在變形裂縫中收縮裂縫占有80%的比例，從砼的性質(zhì)來(lái)說(shuō)大概有：

干燥收縮；溫差收縮；塑性收縮；自生收縮；減水劑的影響；砼后期膨脹出現(xiàn)裂縫；徐變。

2.2 設(shè)計(jì)問(wèn)題

鋼筋砼結(jié)構(gòu)是由砼和鋼筋共同承擔(dān)極限狀態(tài)的承載力，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師根據(jù)地基情況，靜、動(dòng)荷載、環(huán)境因素、結(jié)構(gòu)耐久性等控制荷載裂縫。

2.3 施工管理問(wèn)題

混凝土材料中的各個(gè)因素都會(huì)對(duì)最終的結(jié)構(gòu)質(zhì)量造成影響，例如砼配合比的合理性、砂石級(jí)配的規(guī)范性、泥沙含量的規(guī)范性、水泥砼外加劑之間的適應(yīng)性、坍落度控制的合理性等都會(huì)對(duì)砼結(jié)構(gòu)的收縮形變以及質(zhì)量造成影響。在施工中必須注意各個(gè)環(huán)節(jié)的操作質(zhì)量，若振搗不均或者細(xì)部、施工縫處理不當(dāng)都會(huì)造成后期結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。另外過(guò)震則會(huì)導(dǎo)致抹壓不及時(shí)、浮漿過(guò)厚，因而會(huì)在混凝土結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生裂縫。而在拆除邊墻模板時(shí)，如果拆除時(shí)間過(guò)早，混凝土水化熱并未發(fā)生完全，內(nèi)外溫差則會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生開裂。因而需要在施工中，加強(qiáng)混凝土施工管理，保證消除可能引發(fā)結(jié)構(gòu)裂縫的因素。

2.4 缺乏養(yǎng)護(hù)意識(shí)

養(yǎng)護(hù)工作對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量也十分重要，但是很多施工單位對(duì)于養(yǎng)護(hù)工作的重視程度并不高，尤其是針對(duì)梁柱以及墻體的保溫養(yǎng)護(hù)以及保濕養(yǎng)護(hù)，若是這一環(huán)節(jié)發(fā)生問(wèn)題，那么很容易令結(jié)構(gòu)出現(xiàn)收縮裂縫。盡管很多構(gòu)筑物的施工環(huán)境濕度較大，但是露天的環(huán)境中空氣流動(dòng)使得混凝土結(jié)構(gòu)的水分蒸發(fā)較快，因而使得干縮速度增加，引發(fā)早起裂縫。在建筑施工的過(guò)程中，可以總結(jié)出，夏季出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫較多，南方出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫較多。另外，在時(shí)間中還發(fā)現(xiàn)，底板養(yǎng)護(hù)工作能夠有效降低裂縫出現(xiàn)的概率。底板上外墻裂縫的出現(xiàn)也同濕度、溫度的養(yǎng)護(hù)工作有著很大的聯(lián)系。

3 基本原理概述

3.1 材料特性

水泥混凝土既沒有鋼材那樣堅(jiān)強(qiáng)，也沒有鋼材那樣剛韌，為什么它是應(yīng)用最廣泛的工程材料呢？這有很多原因。首先，混凝土具有十分良好的抗水性。不像木材和普通鋼材那樣，混凝土能經(jīng)受水的作用而不產(chǎn)生嚴(yán)重的變質(zhì)，使它成為建造控制、貯蓄和運(yùn)輸水的結(jié)構(gòu)物的理想材料?；炷翆?duì)一些具有侵蝕性水的耐受性，使得它的用途推廣到許多有害工業(yè)和自然環(huán)境中去?？梢钥隙?，極大數(shù)量的混凝土是用于制造鋼筋混凝土或者預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件?；炷恋玫綇V泛應(yīng)用的第二個(gè)原因是，混凝土容易制得各式各樣大小不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。這是因?yàn)樾掳杌炷辆哂辛己玫乃苄院统矶龋煞奖闾钪陬A(yù)先制作好的模板中。幾小時(shí)之后，當(dāng)混凝土已凝結(jié)硬化時(shí)，模板可移去留待重復(fù)使用。

3.2 微觀內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)較為復(fù)雜

若依照一定比例將混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行放大，可以看到結(jié)構(gòu)體主要由兩種性質(zhì)迥異的材料構(gòu)成，包括粗骨料以及硬化水泥砂漿，且觀測(cè)到的結(jié)構(gòu)物為非線性結(jié)構(gòu)的三維實(shí)體結(jié)構(gòu)。該種結(jié)構(gòu)在承受荷載前后其微觀應(yīng)力場(chǎng)較為復(fù)雜。這也是混凝土形式出現(xiàn)指標(biāo)離散以及巨大變化的主要因素。

3.3 變形組成較為復(fù)雜

混凝土受到外界的不同因素的影響都會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)上的變形，并且變形主要由三方面構(gòu)成：首先是微裂縫，包括裂縫的形成以及裂縫的擴(kuò)展；其次則是水泥凝膠體所具有的粘性流動(dòng)；最后則是粗骨料以及細(xì)骨料在受到作用或者環(huán)境條件發(fā)生改變后的彈性形變。

3.4 應(yīng)力狀態(tài)影響以及途徑的影響

混凝土單獨(dú)受拉強(qiáng)度和受壓強(qiáng)度的比值約為1：10，相應(yīng)的峰值應(yīng)變比值約為1：20，兩者的破壞機(jī)理和形態(tài)差別顯著。這與鋼、木等結(jié)構(gòu)材料的拉、壓強(qiáng)度和變形接近相等的狀況形成鮮明的對(duì)比。這種基本拉壓狀態(tài)下力學(xué)性能的巨大差別，使得混凝土在多軸應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度、變形和破壞特征等隨主應(yīng)力的拉、壓和應(yīng)力比值的不同，而在很大幅度內(nèi)變化。

3.5 時(shí)間以及環(huán)境條件的影響

水泥與水產(chǎn)生的水化作用，從水泥顆粒的表層往內(nèi)部慢慢深入發(fā)展，混凝土逐漸成熟，這一過(guò)程將持續(xù)數(shù)十年而不終止。在此期間，混凝土周圍的環(huán)境條件既影響水泥水化作用的程度（即混凝土的成熟度），又與混凝土材科發(fā)生多種物理的和化學(xué)的作用，對(duì)混凝土的力學(xué)性能造成各種有利或不利的影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)資料進(jìn)行查閱，可以發(fā)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)具有極為復(fù)雜的特性，因而必須對(duì)其進(jìn)行全面的認(rèn)識(shí)。了解到理論的同時(shí)必須將所總結(jié)的理論同實(shí)際相結(jié)合才能真正發(fā)揮對(duì)混凝土進(jìn)行研究所掌握的技術(shù)，通過(guò)深入現(xiàn)場(chǎng)以及深入思考，并充分總結(jié)在實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)鐵路隧道中混凝土的應(yīng)用進(jìn)行充分的研究，將研究實(shí)驗(yàn)同實(shí)際的應(yīng)用和工程推進(jìn)相結(jié)合，將文獻(xiàn)的研究同現(xiàn)場(chǎng)施工結(jié)合起來(lái)，才能夠充分的掌握如何控制裂縫的產(chǎn)生以及防止?jié)B漏事故，提高混凝土材料對(duì)硫酸鹽侵蝕的抗性，進(jìn)而突破技術(shù)瓶頸，攻克技術(shù)難點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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