纖維混凝土在武廣鐵路客運(yùn)專線隧道中的應(yīng)用試驗(yàn)研究

李明領(lǐng)

(武廣鐵路客運(yùn)專線有限責(zé)任公司,武漢 430060)

1 概述

武廣鐵路客運(yùn)專線正線隧道約 172 km,占線路長(zhǎng)度的 17.3%。隧道穿越地層復(fù)雜多變,Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖占隧道總長(zhǎng)的 57.19%,Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖長(zhǎng)度 73.7 km,占全線隧道總長(zhǎng)度的 42.81%。

武廣鐵路客運(yùn)專線隧道施工圖設(shè)計(jì)采用復(fù)合式襯砌,Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖二次襯砌結(jié)構(gòu)采用素混凝土,經(jīng)結(jié)構(gòu)計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)類比確定結(jié)構(gòu)厚度,素混凝土結(jié)構(gòu)能滿足承載要求;但我國(guó)對(duì)防止素混凝土在高速列車(chē)作用下的長(zhǎng)期開(kāi)裂性及結(jié)構(gòu)的疲勞性能研究較少,缺乏經(jīng)驗(yàn)。為控制高速列車(chē)下混凝土結(jié)構(gòu)裂縫開(kāi)展,避免動(dòng)載影響下結(jié)構(gòu)加速老化、使用壽命降低、確保結(jié)構(gòu)使用安全;在武廣鐵路客運(yùn)專線前期施工的幾座隧道二襯中采用纖維混凝土進(jìn)行了試驗(yàn)研究,根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)研究成果及外方咨詢意見(jiàn),組織專家研討,鐵道部確定武廣鐵路客運(yùn)專線部分隧道Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖二襯采用纖維混凝土。武廣鐵路客運(yùn)專線 20余座隧道采用了纖維混凝土。

2 高速鐵路隧道二次襯砌加筋的必要性分析

2.1 國(guó)外高速鐵路運(yùn)營(yíng)情況

在國(guó)外,早期建設(shè)的高速鐵路隧道較好地層條件地段的內(nèi)襯曾采用素混凝土,但隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間的推移,內(nèi)襯裂縫的擴(kuò)展也在不斷加大、加密,導(dǎo)致后期維護(hù)工程量加大,甚至影響運(yùn)營(yíng)。德鐵某線統(tǒng)計(jì)資料表明:素混凝土地段襯砌裂縫發(fā)育長(zhǎng)度是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的近10倍,裂縫寬度也遠(yuǎn)大于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。日本高鐵也曾出現(xiàn)運(yùn)營(yíng)期間隧道內(nèi)襯混凝土剝落引發(fā)列車(chē)事故的事例。韓國(guó)對(duì)于隧道進(jìn)口Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖襯砌加強(qiáng)了加筋設(shè)計(jì)研究。近期建設(shè)的國(guó)外高速鐵路隧道Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖內(nèi)襯采用加筋結(jié)構(gòu)。

從結(jié)構(gòu)計(jì)算角度看,隧道設(shè)計(jì)采用素混凝土結(jié)構(gòu)能滿足相應(yīng)地層條件的結(jié)構(gòu)安全要求。而導(dǎo)致維護(hù)工作量增加甚至出現(xiàn)事故的原因,主要由于素混凝土結(jié)構(gòu)微裂縫擴(kuò)展、切割混凝土結(jié)構(gòu),導(dǎo)致混凝土表層孤立、剝離。采用素混凝土結(jié)構(gòu)一定程度上加大了鐵路運(yùn)營(yíng)的潛在安全威脅。

2.2 襯砌加筋的必要性

高速客運(yùn)專線由于行車(chē)速度快,動(dòng)荷載頻率增大,此外受高速列車(chē)引起的隧道內(nèi)氣壓波動(dòng)的影響,動(dòng)荷載對(duì)隧道襯砌的影響更為突出,使結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生疲勞破壞,致使早期裂縫發(fā)展及后期襯砌薄弱部分發(fā)生開(kāi)裂。

由于混凝土材質(zhì)的特性及施工工藝等原因,微裂縫的存在不可避免。因此,必須采取適當(dāng)?shù)拇胧p少微裂縫的發(fā)生、抑制裂縫的擴(kuò)展,使裂縫存留在安全允許的范圍內(nèi)。

3 客運(yùn)專線隧道二襯混凝土結(jié)構(gòu)服役期受力機(jī)理

有關(guān)資料表明:服役鐵路隧道襯砌結(jié)構(gòu)病害產(chǎn)生的原因主要包括列車(chē)振動(dòng)荷載、地質(zhì)變化以及襯砌材料本身老化等。對(duì)于高速鐵路客運(yùn)專線而言,有其不同之處:

(1)高速列車(chē)通過(guò)狹長(zhǎng)隧道時(shí)產(chǎn)生活塞效應(yīng)而附加給襯砌結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載;

(2)高速列車(chē)運(yùn)行時(shí)軌道振動(dòng)對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的影響;

(3)由于振動(dòng)導(dǎo)致隧道的地質(zhì)變化,從而在襯砌結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的影響。

鐵路系統(tǒng)部分設(shè)計(jì)院針對(duì)列車(chē)振動(dòng)引起的隧道結(jié)構(gòu)動(dòng)應(yīng)力和空氣壓力變化對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了一些計(jì)算分析,并對(duì)國(guó)內(nèi)既有普速鐵路隧道、日本高速鐵路隧道進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)比計(jì)算,并對(duì)武廣鐵路客運(yùn)專線隧道二襯混凝土結(jié)構(gòu)服役期受力機(jī)理進(jìn)行了分析,得出以下初步結(jié)論:列車(chē)振動(dòng)荷載對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響主要集中在隧道仰拱、拱腳和側(cè)墻部位及拱腰,對(duì)拱頂部位的影響相對(duì)較小;列車(chē)振動(dòng)傳遞至隧道襯砌結(jié)構(gòu)上的振動(dòng)頻率較低;武廣鐵路客運(yùn)專線隧道襯砌在高速動(dòng)載下的動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題本質(zhì)上是襯砌結(jié)構(gòu)的疲勞問(wèn)題。疲勞荷載循環(huán)次數(shù)增加,應(yīng)變也隨之增加,開(kāi)裂逐步發(fā)展,循環(huán)次數(shù)達(dá)到某一值時(shí),試驗(yàn)體不能繼續(xù)維持荷載,開(kāi)裂急劇發(fā)展,最終達(dá)到破壞。考慮到因疲勞產(chǎn)生的開(kāi)裂發(fā)展速度非常緩慢,在兩年內(nèi)進(jìn)行一次全面檢查可以防止剝落事故的發(fā)生。

4 高速鐵路隧道二次襯砌加筋采取的方式

4.1 國(guó)內(nèi)外Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖二次襯砌結(jié)構(gòu)采取的方式

為解決高速鐵路隧道運(yùn)營(yíng)過(guò)程中混凝土開(kāi)裂掉塊問(wèn)題,各個(gè)國(guó)家有不同設(shè)計(jì)方法,德國(guó)采用混凝土加鋼筋的方式,日本則仍采用素混凝土結(jié)構(gòu),韓國(guó)在洞口附近采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),在其余地段則采用素混凝土結(jié)構(gòu),但在交付運(yùn)營(yíng)前對(duì)高鐵隧道逐座檢查,發(fā)現(xiàn)裂縫后逐條進(jìn)行處理。我國(guó)客運(yùn)專線鐵路隧道正處于建設(shè)高潮,十分有必要在借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,尋求適當(dāng)?shù)拇胧┮砸种屏芽p的產(chǎn)生與擴(kuò)展,滿足運(yùn)營(yíng)安全要求。

4.2 高速鐵路隧道二次襯砌加筋的建議方案

二次襯砌是否需要加筋的關(guān)鍵有 2個(gè)方面:一是取決于是否可以有效控制或盡可能減少混凝土施工過(guò)程中的裂縫,二是二次襯砌在運(yùn)營(yíng)期是否會(huì)因?yàn)槌惺車(chē)鷰r壓力而開(kāi)裂。二次襯砌是否加筋可根據(jù)圍巖條件而定,初步建議方案如下。

(1)Ⅱ級(jí)圍巖襯砌:由于Ⅱ級(jí)圍巖襯砌在承擔(dān)圍巖壓力的 50%時(shí),拱頂拉應(yīng)力仍較小,一般僅為 380～480 kPa,抗拉安全系數(shù) ＞8.0,可以不考慮運(yùn)營(yíng)承載開(kāi)裂問(wèn)題。因此,Ⅱ級(jí)圍巖襯砌建議采用素混凝土結(jié)構(gòu)。

(2)Ⅲ級(jí)圍巖襯砌:對(duì)于Ⅲ級(jí)圍巖襯砌,當(dāng)考慮30%的圍巖壓力時(shí),拱頂拉應(yīng)力一般在 950～1 050 kPa,抗拉最小安全系數(shù)為 3.69,超出規(guī)范要求的安全系數(shù)不多,為提高結(jié)構(gòu)的可靠性,建議采用纖維混凝土。

(3)Ⅳ級(jí)圍巖襯砌:對(duì)于Ⅳ級(jí)圍巖襯砌,當(dāng)考慮30%的圍巖壓力時(shí),拱頂拉應(yīng)力較大,抗拉安全系數(shù)約為 3.1,基本滿足規(guī)范要求;當(dāng)考慮 50%的圍巖壓力時(shí),拱頂拉應(yīng)力很大,抗拉安全系數(shù)僅為 2.1,不滿足規(guī)范要求。為此,建議采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或內(nèi)表面設(shè)單層鋼筋網(wǎng)方式。

4.3 我國(guó)高鐵隧道二次襯砌加筋方式

抑制混凝土裂縫的發(fā)展可以采用加筋的辦法,加筋的辦法有以下 3種形式:采用單層鋼筋網(wǎng)護(hù)面結(jié)構(gòu)、采用鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)或采用合成纖維混凝土結(jié)構(gòu)。并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析。

(1)單層鋼筋網(wǎng)護(hù)面結(jié)構(gòu)

該方式通過(guò)在隧道襯砌內(nèi)表面設(shè)置鋼筋網(wǎng),可有效防止掉塊的發(fā)生,且施工方便,但造價(jià)較高?？紤]施工方便,采用 3肢主筋形式,用以保證鋼筋的保護(hù)層以及鋼筋架立的穩(wěn)定性,環(huán)向主筋采用 φ18 mm,縱向鋼筋采用 φ14 mm。

(2)鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)

采用鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)也可達(dá)到控制裂縫擴(kuò)展的目的,經(jīng)分析,控制裂縫需要鋼纖維最小摻量為 45 kg/m3,設(shè)計(jì)采用摻量為 50 kg/m3,造價(jià)也較高。鋼纖維在施工中若攪拌不均,容易結(jié)團(tuán)成球,影響鋼纖維混凝土的質(zhì)量;另外,由于摻加鋼纖維在混凝土澆筑過(guò)程中容易造成防水卷材的損壞,影響防水質(zhì)量。

(3)合成纖維混凝土結(jié)構(gòu)

作為混凝土加筋材料,合成纖維可以有效抑制混凝土早期的塑性裂縫及干縮裂縫,提高混凝土的韌性及抗沖擊能力,同時(shí)改善混凝土的抗?jié)B性、抗凍融性能等,從而提高混凝土耐久性。纖維的材料有纖維素纖維、改性聚丙烯纖維等。摻量一般為 0.9～1.0 kg/m3,且摻加之后不改變?cè)鼗炷僚浜媳?施工方便;價(jià)格適中。

5 纖維混凝土試驗(yàn)研究

5.1 纖維素纖維基本性能

UF500纖維素纖維是由美國(guó) Buckeye公司研發(fā)的新一代纖維,屬第三代工程用纖維,取材于經(jīng)基因改良的特殊樹(shù)種,基于生物技術(shù)、化學(xué)技術(shù)研發(fā)而成,具有耐堿性、抗拉強(qiáng)度高、親水等特點(diǎn),有利于在混凝土中的分散,并提高混凝土對(duì)纖維的握裹力,且摻加之后不改變?cè)浜媳?。其基本參?shù)見(jiàn)表1。

國(guó)內(nèi)外一些試驗(yàn)表明:纖維素纖維能改善混凝土的早期抗裂性能,具有混凝土后期抗裂改善作用;能提高混凝土韌性、抗彎和抗疲勞性能。

5.2 纖維混凝土施工現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

結(jié)合武廣鐵路客運(yùn)專線現(xiàn)場(chǎng)施工,選擇Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖地段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),研究對(duì)比素混凝土和 UF500纖維素混凝土在工作性能、強(qiáng)度、耐久性、抗裂性能及施工工藝要求等方面的差異。

表1 UF 500纖維素纖維基本參數(shù)

5.2.1 室內(nèi)試驗(yàn)

(1)試驗(yàn)內(nèi)容

按試驗(yàn)規(guī)程和高性能混凝土要求,在隧道襯砌混凝土配合比中摻加纖維與未加纖維的同配比混凝土做對(duì)比試驗(yàn),通過(guò)試驗(yàn)獲得以下檢驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)資料。

①混凝土工作性能:含氣量、坍落度、常壓泌水率、和易性等;

②混凝土強(qiáng)度:3、7、28、56d抗壓強(qiáng)度;

③早期抗裂性能與 56d常規(guī)抗裂性能;

④28、56 d電通量(耐久性)。

(2)試驗(yàn)情況

①原材料基本性能

P.O 42.5水泥;中砂:細(xì)度模數(shù) 2.6;碎石:5～10 mm、10～20 mm、16～31.5 mm級(jí)配合成;粉煤灰:Ⅰ級(jí)F類粉煤灰;塑化劑:聚羧酸高性能減水劑;纖維:UF500纖維素纖維。

②混凝土配合比(表2)

表2 混凝土配合比(C35混凝土)kg

③工作性能測(cè)定結(jié)果(表3)

表3 混凝土工作性能

④混凝土拌和及投料情況

試驗(yàn)室拌和均為先加入骨料、膠凝材料后再加入纖維干拌 30s,后加水、外加劑再拌和 3min;纖維混凝土坍落度比基準(zhǔn)混凝土坍落度小 10 mm,外加劑摻量為廠家推薦摻量的上限 1.2%。

⑤混凝土抗壓強(qiáng)度及耐久性(電通量)

對(duì)兩種配合比的混凝土拌和后做出各齡期的試件,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 各齡期混凝土強(qiáng)度及 56 d電通量

⑥纖維在混凝土中的分散性

纖維在混凝土中分散顯微鏡下的照片見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 纖維分布均勻

圖2 纖維表面可見(jiàn)大量的水泥結(jié)晶物附著

⑦試驗(yàn)結(jié)果

室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明,UF500的纖維素纖維可在不改變混凝土設(shè)計(jì)配合比和施工工藝的前提下直接摻入;摻入后對(duì)混凝土的工作性能影響很小,混凝土和易性良好,未出現(xiàn)離析、泌水等現(xiàn)象;摻入后對(duì)混凝土的早期強(qiáng)度有一定影響,對(duì)后期抗壓強(qiáng)度影響不大;纖維在混凝土中分散性良好;纖維摻入后對(duì)混凝土的抗氯離子滲透的能力有所降低。

5.2.2 現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)

2007年 3月,在武廣鐵路客運(yùn)專線天鵝嶺隧道出口DK1 850+274～DK1 850+252段仰拱及二襯進(jìn)行摻加纖維的混凝土工藝試驗(yàn),以確定實(shí)際施工的纖維混凝土工作性能、混凝土抗壓強(qiáng)度、混凝土抗氯離子滲透性及混凝土表觀性。具體試驗(yàn)情況如下。

(1)原材料及配合比采用室內(nèi)配比(表2)。

(2)混凝土拌和及投料

攪拌站一次拌和 1.5 m3,拌和時(shí)間為 4 min。水泥、粗細(xì)骨料、粉煤灰、外加劑和水為自動(dòng)計(jì)量,纖維為人工計(jì)量直接加入拌和機(jī),每 1.5 m3混凝土加纖維1.35 kg。

(3)混凝土工作性能測(cè)定

配合比的設(shè)計(jì)坍落度 150～180 mm,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試混凝土坍落度 165mm,含氣量 2.3%,和易性好,無(wú)泌水。

(4)混凝土表觀

拆模后現(xiàn)場(chǎng)觀察,肉眼不能看出纖維混凝土與原仰拱 C35混凝土所施工的仰拱表面有明顯差別。

(5)混凝土抗壓強(qiáng)度、耐久性能

對(duì)選用的基準(zhǔn) C35混凝土和加入纖維的 C35混凝土在施工過(guò)程中分別取樣做出各種試件,進(jìn)行同條件養(yǎng)護(hù),按同齡期、同條件進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比(表5)。

表5 各齡期混凝土強(qiáng)度及 56 d電通量

(6)混凝土抗裂性試驗(yàn)(表6)

表6 現(xiàn)場(chǎng)抗裂試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

參照鐵道部《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》鐵建設(shè)[2005]160號(hào)附錄 C和美國(guó) ASTM 1579中方法對(duì)基準(zhǔn)混凝土和纖維混凝土的抗裂性能進(jìn)行平行對(duì)比試驗(yàn),通過(guò)受約束的混凝土試件在規(guī)定的條件下(受熱和風(fēng)吹)的開(kāi)裂趨勢(shì)來(lái)評(píng)價(jià)混凝土的抗裂性(圖3、圖4)。

(7)現(xiàn)場(chǎng)襯砌纖維混凝土試驗(yàn)結(jié)果

圖3 電烤燈及風(fēng)吹情況試驗(yàn)

圖4 基準(zhǔn)與摻加纖維混凝土表面開(kāi)裂情況

以上試驗(yàn)結(jié)果表明:在現(xiàn)場(chǎng)攪拌站進(jìn)行纖維素纖維混凝土的拌和,攪拌時(shí)間需延長(zhǎng);纖維素對(duì)混凝土的工作性能沒(méi)有影響,混凝土和易性良好,未出現(xiàn)離析、泌水等現(xiàn)象;纖維在混凝土中分散性良好,正常養(yǎng)護(hù)脫模后,混凝土表面未出現(xiàn)纖維露頭、結(jié)團(tuán)現(xiàn)象,外觀良好;對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度影響較小;對(duì)混凝土的電通量有適當(dāng)影響,但能滿足設(shè)計(jì)耐久性要求。用于施工時(shí)不需改變隧道混凝土的施工工藝。

5.3 纖維混凝土在隧道二襯服役期抗裂性能試驗(yàn)

以武廣鐵路客運(yùn)專線隧道二襯為項(xiàng)目背景,基于對(duì)客運(yùn)專線隧道二襯混凝土結(jié)構(gòu)服役期受力機(jī)理的研究,建立受疲勞荷載作用下的襯砌混凝土服役期試驗(yàn)?zāi)Ｐ?對(duì)基準(zhǔn)混凝土和 UF500纖維混凝土的力學(xué)性能、抗?jié)B性能進(jìn)行進(jìn)一步研究,以表征荷載作用下混凝土在客運(yùn)專線隧道二次襯砌服役期的抗裂性能。

混凝土滲透性是因?yàn)榛炷羶?nèi)部的微細(xì)裂紋存在和擴(kuò)展造成的,因此用混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B透性能可以反映出混凝土內(nèi)部微細(xì)裂紋存在的多少以及在荷載作用下的擴(kuò)展程度。因此,將采用疲勞試驗(yàn)下混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B透性能來(lái)表征荷載作用下混凝土在客運(yùn)專線隧道二次襯砌服役期的抗裂性能。

考慮到服役期受力情況,所加上限荷載為極限荷載的 15%、30%,構(gòu)件經(jīng) 50萬(wàn)次循環(huán)后卸荷,對(duì)疲勞試驗(yàn)后的試件參照《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》(GBJ82—85)進(jìn)行抗?jié)B性能測(cè)試(氣滲法),見(jiàn)表7。

表7 二襯服役期抗裂性能研究課題試驗(yàn)結(jié)果

由表7可知,UF500纖維混凝土能夠有效提高武廣鐵路客運(yùn)專線二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)服役期間的抗裂性能,從而整體改善混凝土的服役工作性能。

6 現(xiàn)場(chǎng)纖維混凝土應(yīng)用

通過(guò)研究理論分析和前期現(xiàn)場(chǎng)室內(nèi)外試驗(yàn)成果,通過(guò)專家評(píng)審和部審查,決定對(duì)武廣鐵路客運(yùn)專線部分隧道Ⅱ、Ⅲ圍巖襯砌采用纖維素纖維混凝土。

2009年 3月 ～4月,對(duì)武廣鐵路客運(yùn)專線 20座隧道Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖地段二次襯砌混凝土表觀現(xiàn)象進(jìn)行了調(diào)查,其中包括素混凝土、加纖維素纖維混凝土、單層護(hù)面鋼筋混凝土?，F(xiàn)場(chǎng)核查表明:無(wú)論是素混凝土、纖維混凝土、單層鋼筋網(wǎng)混凝土,二襯基本上都沒(méi)有裂縫,僅極少數(shù)素混凝土地段襯砌發(fā)現(xiàn)少量寬度小于0.2 mm的裂紋?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際摻量為 0.9～1.2 kg/m3,添加纖維素纖維不需改變配合比,纖維分散性好,拌和、施工方便,添加后的襯砌表觀光滑,部分施工單位反應(yīng)摻加纖維素纖維后混凝土黏稠度有所增加,坍落度損失較素混凝土略大;實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度基本相當(dāng);摻加纖維混凝土比不摻實(shí)測(cè)電通量略大。

7 結(jié)論及建議

(1)高速鐵路隧道運(yùn)營(yíng)過(guò)程中裂縫發(fā)展的主要原因之一是由于隧道氣動(dòng)效應(yīng)的影響,其本質(zhì)是襯砌結(jié)構(gòu)的抗拉疲勞問(wèn)題。

(2)武廣鐵路客運(yùn)專線現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明,UF500纖維素纖維可以在不改變?cè)谢鶞?zhǔn)混凝土配合比的情況下直接摻入,且對(duì)混凝土的工作性能基本無(wú)影響,混凝土和易性良好;纖維在混凝土中分散性良好,混凝土表面光潔,未出現(xiàn)纖維露頭、結(jié)團(tuán)現(xiàn)象;對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度影響很小;纖維素纖維能較好的改善混凝土的早期抗裂性能;可對(duì)后期混凝土裂紋發(fā)展起到抑制作用;能夠提高客運(yùn)專線二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)服役期間的抗裂性能,從而整體改善混凝土的服役工作性能。

(3)為防止運(yùn)營(yíng)期高速鐵路隧道產(chǎn)生開(kāi)裂掉塊現(xiàn)象,首先應(yīng)保證二次襯砌不會(huì)在運(yùn)營(yíng)期因承載而開(kāi)裂,并應(yīng)采取有效措施控制混凝土在施工過(guò)程中的裂縫?；炷敛牧线x擇可根據(jù)圍巖條件而定,建議高速鐵路部分隧道Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖襯砌可采用纖維素纖維混凝土,以減少微裂縫的發(fā)生、抑制裂縫的擴(kuò)展,使裂縫存留在安全允許的范圍內(nèi)。

(4)對(duì)采用纖維混凝土的實(shí)際效果在武廣鐵路客運(yùn)專線投入運(yùn)營(yíng)中需進(jìn)一步跟蹤觀測(cè)考察,同時(shí)在推廣應(yīng)用纖維混凝土中需要從設(shè)計(jì)、原材料、配合比以及施工工藝等方面綜合采取措施。可進(jìn)一步重點(diǎn)對(duì)動(dòng)載疲勞、空氣動(dòng)力效應(yīng)作用下的襯砌混凝土開(kāi)裂進(jìn)行試驗(yàn)研究。

[1] 關(guān)寶樹(shù)編著.隧道工程維修管理要點(diǎn)集[M].北京:人民交通出版社,2004.

[2] 鐵道部工程設(shè)計(jì)鑒定中心編著.高速鐵路隧道[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2006.

[3] 鐵建設(shè)[2007]47號(hào),新建時(shí)速 300～350km客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定[S].

[4] 熊華倫,毛宇飛.太行山隧道噴射微纖維混凝土施工技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2007(4).