隧道二衬纤维混凝土防渗抗裂性能检测研究

周俊英

摘要：隧道是穿越山区等地形条件的重要交通工程形式，隧道结构体承受的环境应力与载荷条件相对复杂，需要采取更为有效的技术方法维持其整体稳定性与使用安全。防渗与抗裂性能是衡量隧道工程质量的重要指标，其检测与控制是工程质量管理的重要内容。本文针对隧道二衬纤维混凝土这一特定材料类型，探讨分析了防渗抗裂性能检测的相关内容，旨在提供一定的参考与借鉴。

关键词：隧道；二衬纤维混凝土；防渗；抗裂；检测

中图分类号：U454 文献标识码：A 文章编号：1674—3024（2017）06—0143—02

1隧道二衬纤维混凝土防渗抗裂性能指标分析

1.1隧道二衬纤维混凝土防渗抗裂指标

（1）混凝土抗裂性能评价指标

针对混凝土抗裂性能进行评价的指标主要包括极限拉伸值、拉压比、韧性、热强比、抗拉韧性、弹强比、抗裂性指数等。

在实际检测环节中，拉压比的测定是一项评定混凝土材料的核心抗裂性能指標，目前针对拉压比测定的研究较多，重点在于对抗压和劈裂抗拉强度之间关系的测试，同时推导出混凝土材料构筑结构的强度水平。

拉压比是评价混凝土抗裂性的一个重要指标。极限拉伸值的测定是抗裂性能指标测定的主要参数，拉伸值的高低与抗裂性能正相关。国内外的研究人员做了大量的试验，研究了不同类型混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的关系，并推导出劈裂抗拉强度。

韧性综合反映了混凝土材料与断裂特征，其指标内涵为材料在一定载荷水平条件下形成结构性破坏时吸收的能量，吸收能量与韧性正相关，具有较高韧性的材料抗裂性能更好。当前常用的混凝土材料韧性测试方法包括：能量法、强度法、能量比值法等。

（2）混凝土防渗性能评价指标

对于混凝土材料防渗性能的评价指标主要依据相应检测方法分为：防渗标号、渗透系数和渗水高度等。

防渗标号是当前我国混凝土防渗检测中采用的主要指标，但受限于检测精度水平，使用这一指标有时并不能有效满足实际防渗检测的需求。在同等检测条件下，相同数量级的渗透系数所对应的防渗标号有着一定的差异，这种差异在防渗标号较大的情况下更加明显。

渗水高度指标对于防渗性能的反应较为直接，通过对于一定时间后材料渗水高度的测量获得相应的渗透性评定结果，其检测结果精度更高。

测量材料内部氯离子的渗透性能也是常用的混凝土防渗性能测量方法，该方法在高性能混凝土检测中的实践效果较为理想。氯离子检测仪直流电量法和氯离子扩散系数法为主。直流电量法的检测过程为：首先将检测对象材料混凝土进行取样切割，将取样真空饱水处理后放置于试验槽内，槽两端分别盛放指定浓度的NaOH溶液和CaCl溶液，接通直流电源，在一定水平电动势的驱动下，测量通过混凝土材料的电量值，最终换算成相应的氯离子渗透能力参数，氯离子渗透能力与材料的防渗性能成反比。

除此之外，气体渗透法也是混凝土防渗性能的检测技术形式之一。相应的检测结果表明：混凝土防渗性能与气体渗透系数间存在1-2个数量级的差异，在混凝土整体材料较为紧密、渗透陛较低的情况下，两者间的差异性更为明显。检测环节气体压力上将会带来防渗（水）系数和透气系数的差别减小。

2隧道二衬纤维混凝土防渗抗裂性能检测技术应用

2.1隧道二衬纤维混凝土抗裂性能检测技术应用

当前，我国对于隧道二衬纤维混凝土抗裂性能检测的方法尚未形成同一性的规程，通常根据工程的实际情况选择落锤冲击法、子弹冲击法、SHPB试验法等具体检测形式。

常见的落锤冲示试验方法较为便捷，对于场地与相应试验条件的要求较低。此方法测量结果可从以下三个方面选取：（1）落锤冲击条件下，试件出现第一条裂缝情况时的落锤冲击次数；（2）落锤持续冲击条件下，测量设备中4块试件中3块发生接触时的冲击次数；（3）破坏与初裂时冲击次数的差值和冲击耗能。

材料在冲击荷载作用下能吸收较大的能量而不破坏的性质称为冲击韧性。冲击韧性可用来表征材料抵抗变形和断裂的能力，其大小以标准试件破坏时单位面积或体积所吸收的能量表示。混凝土的冲击试验一般经历三个阶段，即初裂、继续冲击和破坏阶段，分别以平均初裂次数、平均终裂次数及二者的差值表示。

2.2隧道二衬纤维混凝土防渗性能检测技术应用

隧道二衬前卫混凝土中通常包含钢纤维、碳纤维成分，这些成分具有导电性，通过外加电源进行检测的氯离子渗透系数法和电通量法在这种条件下不适用，因此可采用压力渗透系数法进行防渗性能检测。

在检测过程中，首先选择尺寸合适的混凝土相对渗透系数试件，试件材料通过有效养护周期后方可投入检测。试验环节，测试压力控制在1.2MPa水平范围内，试验时间24h，测量水分在纤维混凝土中的渗透高度，将测量数值代人《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》中的相应公式换算出相对渗透系数。换算公式如下：

3结语

综上所述，隧道二衬分部工程中使用的纤维混凝土其材料性能对于工程建设质量有着直接的影响，结合工程实际情况，合理选择材料防渗抗裂性能检测方法，按照规范流程开展检测工作，能够有效保证检测结果的准确性，确保使用材料达到工程设计与施工质量控制指标，为建设高水平隧道工程提供基础性的支持，促进交通网络建设的持续发展。

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现代物业杂志社

2020-01-30