超高地溫隧道材料性能及支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式研究

江少龍

摘 要：在國(guó)家快速發(fā)展的今天，很多工程的建設(shè)，都具有特別強(qiáng)烈的代表性，為了在今后的建設(shè)上得到良好的效果，一定要針對(duì)相關(guān)的材料性能予以積極把控。超高地溫隧道建設(shè)過(guò)程中，材料的性能及支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是非常核心的組成部分，必須采用合理的手段來(lái)完成。文章就此展開(kāi)討論，并提出合理化建議。

關(guān)鍵詞：超高地溫；隧道；材料；支護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U454 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）02-0104-02

Abstract： In the rapid development of the country today， many projects have a particularly strong representative. In order to get good results in the future construction， we must actively control the properties of related materials. In the construction process of ultra-high ground temperature tunnel， the performance of material and the design of supporting structure are very important components， which must be completed by reasonable means. This paper discusses this and puts forward some reasonable suggestions.

Keywords： super high ground temperature； tunnel； material； support

從客觀(guān)的角度來(lái)分析，超高地溫隧道的建設(shè)難度是比較高的，在材料的使用過(guò)程中，要充分結(jié)合多方面的性能要求來(lái)完成。與此同時(shí)，對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不能按照傳統(tǒng)的方法來(lái)完成，應(yīng)堅(jiān)持對(duì)多方面的支護(hù)要求做出滿(mǎn)足，在限定條件上積極落實(shí)，努力確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，具備較高的可靠性、可行性，這樣才能在未來(lái)的工作中，不斷對(duì)超高地溫隧道給予更多的幫助。

1 超高地溫隧道材料性能分析

對(duì)于現(xiàn)階段的國(guó)家建設(shè)而言，隧道建設(shè)是非常重要的組成部分，對(duì)于很多地方的綜合發(fā)展，都會(huì)產(chǎn)生較大的影響，為了努力在日后的工作成績(jī)上大幅度提升，應(yīng)堅(jiān)持針對(duì)超高地溫隧道材料的性能做出分析。現(xiàn)階段的很多材料，都可以通過(guò)自制的方法來(lái)完成，不僅具有很強(qiáng)的針對(duì)性，同時(shí)在性能上可以做出大幅度的提升。通過(guò)在超高地溫隧道材料方面做出分析，能夠?yàn)槿蘸蟮木唧w應(yīng)用，提供較多的參考和指導(dǎo)，為將來(lái)的綜合進(jìn)步，奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.1 初期支護(hù)噴射混凝土性能

就超高地溫隧道材料本身而言，初期支護(hù)噴射混凝土，是比較重要的組成部分，同時(shí)在很多工作的開(kāi)展過(guò)程中，都會(huì)產(chǎn)生較大的影響。為了在日后的施工過(guò)程中取得更好的成績(jī)，針對(duì)初期支護(hù)噴射混凝土性能做出研究，具有很強(qiáng)的必要性。首先，初期支護(hù)噴射混凝土的性能提升過(guò)程中，可以通過(guò)礦物摻合料的增加來(lái)完成，同時(shí)對(duì)水泥的用量做出合理的減少處理。這樣操作的好處在于，能夠?qū)⑺艧嶙龀龊侠斫档?，?duì)于溫度的升高進(jìn)行減小，最終促使溫度引起的變形逐步減小，為整體上的工作進(jìn)步，提供更多的保護(hù)。其次，針對(duì)55攝氏度-95攝氏度的高巖溫環(huán)境下，水基料的長(zhǎng)期力學(xué)性能測(cè)試，必須按照積極的手段來(lái)完成。其中，比較重要的一項(xiàng)工作手段，在于必須加強(qiáng)長(zhǎng)期高巖溫的養(yǎng)護(hù)齡期控制，這是一項(xiàng)細(xì)節(jié)工作，應(yīng)對(duì)不同齡期的力學(xué)性能，做出相應(yīng)的測(cè)定，而后明確相互之間的關(guān)系，從而落實(shí)合理的控制手段。

1.2 高地溫隧道二次襯砌模筑混凝土性能

從現(xiàn)有的工作來(lái)看，超高地溫隧道材料的性能分析和性能發(fā)揮，必須要從多個(gè)角度來(lái)完成。高地溫隧道二次襯砌模筑混凝土性能，對(duì)于整體上的工作進(jìn)步，會(huì)產(chǎn)生決定性的影響，我們應(yīng)堅(jiān)持在該方面，努力做出深入的分析，從而得到正確的工作結(jié)論，提高工作的效率和綜合質(zhì)量。首先，初期支護(hù)和二次襯砌工作之間，存在比較密切的聯(lián)系，倘若兩者之間并沒(méi)有設(shè)定隔熱層，或者是設(shè)定的隔熱層出現(xiàn)了失效的現(xiàn)象，那么二次襯砌的混凝土，很容易受到高溫?zé)岷Φ挠绊?，?duì)于整體施工的安全和性能構(gòu)成威脅，這一點(diǎn)需要在工作過(guò)程中，表現(xiàn)為高度的注意。其次，二次襯砌的混凝土應(yīng)用過(guò)程中，在強(qiáng)度等級(jí)方面、配合比方面，與初期支護(hù)噴射混凝土，展現(xiàn)為較大的不同?？墒窃诹W(xué)的研究上，卻展現(xiàn)為一定的相似性。我們?cè)诰唧w工作的實(shí)施過(guò)程中，需要針對(duì)二次襯砌混凝土，良好的開(kāi)展抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)，這樣才能努力提高施工效率和施工質(zhì)量。

2 超高地溫隧道材料支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

從現(xiàn)有的社會(huì)發(fā)展來(lái)看，超高地溫隧道材料的應(yīng)用，基本上可以對(duì)相關(guān)的性能做出積極把控，多個(gè)方面的工作內(nèi)容，基本上沒(méi)有出現(xiàn)惡性循環(huán)的現(xiàn)象。但是，隧道施工本身具有很強(qiáng)烈的特殊性，我們應(yīng)堅(jiān)持在支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，努力落實(shí)科學(xué)的手段來(lái)完成。支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是國(guó)家建筑相關(guān)部門(mén)非常關(guān)注的問(wèn)題，即便是出現(xiàn)了很小的隱患，都容易對(duì)整體的施工造成很大負(fù)面影響，甚至是產(chǎn)生嚴(yán)重的安全事故。為此，我們需要在超高地溫隧道材料的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，努力投入積極的手段來(lái)完成。

2.1 加強(qiáng)新老支護(hù)體系的相互融合

就超高地溫隧道本身而言，其在支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，不可能完全集中在老舊的操作模式上，這并不符合國(guó)家科學(xué)發(fā)展的原則，同時(shí)還有可能因此造成較大的負(fù)面作用。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)下的工作標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)為超高地溫隧道材料的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，應(yīng)堅(jiān)持加強(qiáng)新老支護(hù)體系的相互融合。第一，在老舊的支護(hù)體系上，雖然對(duì)于材料應(yīng)用和設(shè)計(jì)理念，都表現(xiàn)的比較傳統(tǒng)，但是老舊的支護(hù)體系服務(wù)時(shí)間較長(zhǎng)，且出現(xiàn)安全事故概率較低，我們需要在理念上做出積極的借鑒，從而促使新的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠更好地改善固有工作的不足。第二，在支護(hù)體系的融合過(guò)程中，應(yīng)堅(jiān)持結(jié)合超高地溫隧道材料的具體表現(xiàn)來(lái)決定，不能在該方面出現(xiàn)任何的隱患現(xiàn)象。第三，支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，要加強(qiáng)一些外部因素的考慮，并且對(duì)某些突發(fā)情況做出分析。例如，在地震出現(xiàn)的情況下，支護(hù)結(jié)構(gòu)必須提供足夠的保護(hù)，在坍塌的速度上要盡量減緩，這樣才能給予大家更多的逃生時(shí)間。由此可見(jiàn)，在新老支護(hù)體系的融合上，還是要進(jìn)行綜合化探索，不能表現(xiàn)得過(guò)于簡(jiǎn)單。endprint

2.2 散熱性襯砌結(jié)構(gòu)

對(duì)于超高地溫隧道材料而言，支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，一定要將可靠性、可行性作為重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，如果在該方面展現(xiàn)出嚴(yán)重的不足，肯定會(huì)給日后工作的進(jìn)步造成非常不好的影響，甚至是給地方的綜合建設(shè)造成隱患?？紤]到超高地溫隧道的特殊情況，我們?cè)谥ёo(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可嘗試通過(guò)散熱性襯砌結(jié)構(gòu)來(lái)完成。該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，能夠更好適應(yīng)超高地溫隧道的特殊條件，在散熱的效果上比較值得肯定，未來(lái)的應(yīng)用空間也比較大。例如，在二次襯砌結(jié)構(gòu)上設(shè)置散熱孔，在減小絕對(duì)溫度的同時(shí)，更能減小混凝土內(nèi)外表面溫度差，另外散熱孔也能釋放一定的溫度應(yīng)力。散熱性襯砌結(jié)構(gòu)，分別為無(wú)孔混凝土襯砌、少孔混凝土襯砌、多孔混凝土襯砌，通過(guò)熱力學(xué)傳導(dǎo)計(jì)算以及室內(nèi)模型試驗(yàn)，對(duì)比分析散熱孔孔率對(duì)導(dǎo)熱效果以及二次襯砌溫度應(yīng)力的影響，提出合理的開(kāi)孔型二次襯砌結(jié)構(gòu)。散熱混凝土襯砌結(jié)構(gòu)：一般模筑混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)大約為1.1W/（m·℃），導(dǎo)熱系數(shù)較低，研究在保證模筑混凝土力學(xué)性能與耐久性能的前提下，通過(guò)改良混凝土的熱力學(xué)性能提高其導(dǎo)熱系數(shù)，達(dá)到散熱的功能。改良混凝土的導(dǎo)熱效果可通過(guò)測(cè)定其導(dǎo)熱系數(shù)來(lái)驗(yàn)證。

2.3 綜合化布置支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

超高地溫隧道材料的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了要在上述的幾個(gè)方面努力外，還必須按照綜合化的模式來(lái)布置。我國(guó)在隧道建設(shè)過(guò)程中，無(wú)論是數(shù)量還是規(guī)模，都在不斷擴(kuò)大，如果能夠獲得預(yù)期效果，不僅可以給國(guó)家的建設(shè)行業(yè)產(chǎn)生良好的推動(dòng)作用，同時(shí)能夠在各個(gè)區(qū)域的交通建設(shè)上，做出非常卓越的貢獻(xiàn)。支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展，是非常敏感的內(nèi)容，為了在具體的設(shè)計(jì)上取得良好成績(jī)，需要堅(jiān)持按照綜合化的模式來(lái)完成，積極對(duì)不同影響因素做出深入考慮，從而最大限度地解決固有工作的不足，提高設(shè)計(jì)的可靠性、可行性。第一種方案是采用有一定隔熱效果的噴射混凝土。如噴射輕骨料混凝土，既要滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，又滿(mǎn)足一定的隔熱要求；或者摻加一定的引氣劑，含氣量4%左右，也能起到一定隔熱作用等。第二種方案，噴射混凝土考慮的仍然是作為初期支護(hù)的強(qiáng)度問(wèn)題，確保高地溫環(huán)境下的自身強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度，然后在噴射混凝土外側(cè)噴射或者澆筑約15cm的泡沫混凝土（強(qiáng)度3MPa以上，導(dǎo)熱系數(shù)0.2左右）。這樣既起到一點(diǎn)的隔熱效果，同時(shí)泡沫混凝土的強(qiáng)度和剛度可以保證結(jié)構(gòu)體系整體穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)超高溫隧道材料性能及支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式展開(kāi)討論，現(xiàn)階段的工作實(shí)施過(guò)程中，整體上比較符合預(yù)期，很多方面的工作都沒(méi)有展現(xiàn)出嚴(yán)重的惡性循環(huán)。日后，應(yīng)繼續(xù)在材料的性能分析上，不斷朝著多元化方向來(lái)完成，要積極掌握好材料的性能發(fā)揮方式，將隧道的建設(shè)質(zhì)量提升；對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要對(duì)國(guó)家的相關(guān)規(guī)范、條文做出積極的遵守，支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案，必須考慮到區(qū)域的限定因素影響，努力取得更好的成績(jī)。

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