原创《地铁隧道衬砌混凝土与检测试验》：该文是关于衬砌论文范文，为你的论文写作提供相关论文资料参考。
摘 要：作为隧道永久支护结构,地铁隧道衬砌结构直接决定着隧道结构的安全性.因施工完成后地铁衬砌结构已经定型,通过多年运营,因混凝土腐蚀等因素将严重影响隧道衬砌结构的稳定性、安全性.因此,对地铁隧道衬砌混凝土耐腐蚀及腐蚀检测试验进行研究无疑具有重要意义.相比地上建筑,地铁因其所处位置不同,导致其施工工艺、使用功能等也存有极大的区别.混凝土腐蚀是导致衬砌结构过早损坏、结构失稳的主要原因,因此,本文通过具体检测试验,对地铁隧道衬砌混凝土的耐腐蚀性能相关内容进行了探讨.
关键词：地铁隧道；衬砌结构；混凝土；耐腐蚀；检测试验
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.138
一般情况下,地铁隧道工程的设计使用年限为100年,其具有投资高、耐久性强等要求.因地铁隧道衬砌混凝土与外部环境可直接接触,且地下具有极为特殊的环境影响因素,导致在潮湿环境、地下水渗透压力影响下,地铁隧道衬砌混凝土结构逐步出现各种损坏现象,其中混凝土被腐蚀现象最为严重.据相关数据显示,我国浅层地下水受腐蚀污染极为严重,而其介质来源主要包括生活垃圾腐蚀变质、生活污水等.特别是夏季多雨季节,我国大部分城市地铁隧道都会出现不同程度的渗漏水现象,在大量腐蚀杂质的作用下,致使衬砌混凝土腐蚀损坏愈加严重,最终威胁到地铁隧道的安全.基于此,为有效提升地铁隧道结构的安全性,必须检测衬砌混凝土裂损后的强度,这也是对隧道结构安全性进行衡量的主要指标之一.目前常用的检测方式主要分为2大类：破损、无损检测.为满足社会经济发展需求,无损检测在地铁混凝土结构中的应用越来越多,其优点为便于操作、检测精确度高、重复测试及不会对结构造成损坏.为此,本文选取无损检测方式检测衬砌混凝土腐蚀后的强度,以期有效提升混凝土结构强度.
1 试验准备
（1）试验材料.根据相关规范规定,选取合理的试验材料.具体如下：
水泥：选取强度等级为42.5的C30＼C35普通硅酸盐水泥；
细骨料：中砂,2.6为细度模数；
粗骨料：5—10mm粒径的连续级配石灰岩碎石；
水：一般自来水；
外加剂/掺合料：JC-2早强高效减水剂、粉煤灰、DM-F速凝剂；
化学试剂：MgCI2；
配合比设计：C30水泥：砂：石：水等于312：889：964：180
C35水泥：砂：石：水等于408：896：896：200
外加剂/掺合料设计：C30水泥添加5.90kg/m?JC-2减水剂、55 kg/m?粉煤灰；C35水泥添加16.32 kg/m?DM-F速凝剂.
（2）测试仪器.本文主要选取万能压力试验机、ZC3-A型回弹仪、NM-4A型非金属超声波检测仪.
2 试验方式
（1）干湿交替加速腐蚀试验.本试验选取试件30组,共90块,尺寸为100x100x100mm.成型后,可将试件在18到22℃的氢氧化钙饱和溶液（不流动）内进行放置及完成28天养护.随后进行干湿交替加速腐蚀试验,具体流程如下：.由此可见,一个干湿交替循环时间为2天.选取MgCI2溶液（浓度为15%）作为腐蚀溶液,需进行36次循环试验,相隔4次将一组试件取出,随后测试其抗压强度.MgCI2腐蚀影响下,为更加清晰地看出干湿交替循环中隧道衬砌混凝土随之产生的变化,可选取0、18、36次进行观测.1-2次循环后,试块表面颜色所有加重,说明混凝土试件内部已经渗入Cl-、Mg?+,且和混凝土产生反应；18次循环后,通过烘干箱作业后,表面逐步干燥,但试块逐渐析出盐结晶,且表面孔隙也越来越大；36次循环后,起砂问题产于混凝土表面,试件表面也不在具备光泽性、空洞也越来越大.但整体而言,试块还基本具备良好的整体性,也没有出现严重的表皮脱落问题.
（2）试验抗压强度分析.通过试验得出,8次循环时试件强度变化小,基本无改变.其主要原因在于Mg?+和混凝土反应,产生Mg（OH）2,其溶性较差.在混凝土表面经该物质作用,形成相应保护膜,降低了MgCI2侵蚀混凝土的速度.在腐蚀持续增加的过程中,逐步腐蚀保护膜,最终消失,此时混凝土内的水化硅酸钙凝胶将Mg?+转化为无黏结性能的M-S-H,这种情况下,到完成36次循环后,将大大降低混凝土强度,严重损坏衬砌混凝土结构,最后所有试件强度都大幅度减小,由此可见,于混凝土腐蚀而言,干湿交替腐蚀作用显著,破坏性强.
（3）超声—回弹综合法测强曲线.通过回归结果得出,四种回归公式相关值如下表1所示.
根据相关规程规定,必须在14%以内控制地区测强曲线平均相对标准差,则12%以内控制专用测强曲线相对标准差.通过上表1可见,获取的超声-回弹规程中22.9%为其平均相对误差,24.44%为相对标准差.相比规范规定值,该值多出许多,由此可见,隧道衬砌混凝土腐蚀后通过规范统一测强曲线检测强度并不合理.通过数据获取超声,通过分析对比两种方法,即：回弹综合法回归、单参量回归,其中效果较佳的为综合法回归,其主要原因在于描述混凝土强度时,如选取单参量,即回弹值等,部分影响因素将出现过高、过低现象.基于此,可通过综合法回归公式补偿单参量回归公式的相关性、平均相对误差等.理论研究表明,在测试精度方面,与单参量回归相比,综合法回归精度更高,与此试验结果一致.通过硫酸盐对隧道衬砌混凝土腐蚀的综合回归曲线可以得出,在高精度要求下,混凝土强度测试可选取多项式回归；但在操作便捷角度分析,可选取线性回归.
3 结论
总之,在社会经济高速发展的今天,我国工程建设行业也得到了极大发展.地铁作为重要的交通方式之一,地铁隧道衬砌混凝土的腐蝕程度、强度高低直接影响着地铁工程的安全性,为此本文通过具体试验,对地铁隧道衬砌混凝土腐蚀性、强度等内容进行了分析,通过上述试验论证可得出以下结论：
（1）MgCI2溶液内地铁隧道衬砌混凝土干湿交替腐蚀试验中,降低强度现象较为严重,并损坏了混凝土结构.
（2）在高精度要求下,可选取超声—回弹综合法测强曲线.通过进一步修正该公式,获取满足检测地铁隧道衬砌混凝土强度的公式,及被腐蚀混凝土后的回弹测强曲线.
参考文献：
[1]梁咏宁,袁迎曙.超声波检测受硫酸盐腐蚀混凝土强度的研究[J].无损检测,2011（09）.
衬砌论文参考资料：
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