以广东某隧道工程为例,研究了水胶比、矿物掺合料和砂率对混凝土早期抗压强度、抗渗性能、抗氯离子渗透性能和抗溶蚀性能的影响。结果表明:随着水胶比的减小,混凝土早期抗压强度、抗渗性能、抗氯离子渗透性能和抗溶蚀性能均提高;掺入适量的矿物掺合料降低了混凝土的早期抗压强度和抗渗性能,但提高了混凝土的抗氯离子渗透性能和抗溶蚀性能;随着砂率的增加,混凝土的早期抗压强度先降低后提高,抗渗性能、抗氯离子渗透性能、抗溶蚀性能提高,最佳砂率为45%;综合对比得到了各因素对混凝土抗溶蚀性能的提高效果为:水胶比>矿物掺合料>砂率。

针对西部地区隧道施工面临的高地热问题,研究了水泥种类对20、60、80℃的衬砌混凝土早期水化温升和抗压强度的影响,并模拟分析了隧道地热环境下不同含气量衬砌混凝土的塑性变形及抗压强度增长规律、外掺石粉制备的低含气量衬砌混凝土的工作性和力学性能以及不同种类保水剂对衬砌混凝土早期失水率的影响,提出了高地热隧道衬砌混凝土的最佳配制参数。结果表明:在高地热环境下低热水泥衬砌混凝土的水化温升较普通水泥衬砌混凝土降低了4℃,90 d抗压强度提高了11.5%~16.5%;衬砌混凝土的含气量越高,高温对其后期强度的降低幅度越显著;复掺石粉可有效改善低含气量衬砌混凝土的工作性,石粉掺量宜为6%~15%;保水剂聚丙烯酰胺对抑制衬砌混凝土早期失水的作用优于纤维素醚,聚丙烯酰胺掺量宜为0.05%~0.10%。

近年来在隧道二衬混凝土的回弹检测中,时有因养护不到位而影响混凝土质量,或因养护方法不当导致二衬混凝土表面开裂等情况的出现。针对此情况,固西公路炸嘴山隧道研发了蒸汽覆模养护技术,系统主要由养护罩、蒸汽系统和控制系统三部分组成,实现了对隧道衬砌混凝土采取蒸汽高温养护和标准养护两个阶段,取得了很好的效果。

公路隧道衬砌混凝土在承载和复合酸性气氛共同作用下的中性化侵蚀不容忽视。研究了江底公路隧道的抗中性化分析预测及公路隧道衬砌混凝土抗中性化的影响参数,并基于荷载水平和复合酸性气氛条件对衬砌混凝土抗中性化水平进行数值分析,提出了公路隧道衬砌混凝土的抗中性化提升技术;然后确定了公路隧道高抗中性化衬砌混凝土临界最大连通毛细孔隙率为9.15%,氢氧化钙含量至少要大于等于环境温度条件下的溶解度,并最终提出了公路隧道高抗中性化衬砌混凝土的设计方法及制备要点,从而为公路隧道抗中性化衬砌混凝土的设计和制备提供依据。