超高地溫隧道材料性能及支護結構設計方式研究

江少龍

摘 要：在國家快速發展的今天，很多工程的建設，都具有特別強烈的代表性，為了在今后的建設上得到良好的效果，一定要針對相關的材料性能予以積極把控。超高地溫隧道建設過程中，材料的性能及支護結構設計，是非常核心的組成部分，必須采用合理的手段來完成。文章就此展開討論，并提出合理化建議。

關鍵詞：超高地溫；隧道；材料；支護

中圖分類號：U454 文獻標志碼：A 文章編號：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

從客觀的角度來分析，超高地溫隧道的建設難度是比較高的，在材料的使用過程中，要充分結合多方面的性能要求來完成。與此同時，對于支護結構的設計，不能按照傳統的方法來完成，應堅持對多方面的支護要求做出滿足，在限定條件上積極落實，努力確保支護結構的設計，具備較高的可靠性、可行性，這樣才能在未來的工作中，不斷對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

對于現階段的國家建設而言，隧道建設是非常重要的組成部分，對于很多地方的綜合發展，都會產生較大的影響，為了努力在日后的工作成績上大幅度提升，應堅持針對超高地溫隧道材料的性能做出分析?，F階段的很多材料，都可以通過自制的方法來完成，不僅具有很強的針對性，同時在性能上可以做出大幅度的提升。通過在超高地溫隧道材料方面做出分析，能夠為日后的具體應用，提供較多的參考和指導，為將來的綜合進步，奠定堅實的基礎。

1.1 初期支護噴射混凝土性能

就超高地溫隧道材料本身而言，初期支護噴射混凝土，是比較重要的組成部分，同時在很多工作的開展過程中，都會產生較大的影響。為了在日后的施工過程中取得更好的成績，針對初期支護噴射混凝土性能做出研究，具有很強的必要性。首先，初期支護噴射混凝土的性能提升過程中，可以通過礦物摻合料的增加來完成，同時對水泥的用量做出合理的減少處理。這樣操作的好處在于，能夠將水化放熱做出合理降低，對于溫度的升高進行減小，最終促使溫度引起的變形逐步減小，為整體上的工作進步，提供更多的保護。其次，針對55攝氏度-95攝氏度的高巖溫環境下，水基料的長期力學性能測試，必須按照積極的手段來完成。其中，比較重要的一項工作手段，在于必須加強長期高巖溫的養護齡期控制，這是一項細節工作，應對不同齡期的力學性能，做出相應的測定，而后明確相互之間的關系，從而落實合理的控制手段。

1.2 高地溫隧道二次襯砌模筑混凝土性能

從現有的工作來看，超高地溫隧道材料的性能分析和性能發揮，必須要從多個角度來完成。高地溫隧道二次襯砌模筑混凝土性能，對于整體上的工作進步，會產生決定性的影響，我們應堅持在該方面，努力做出深入的分析，從而得到正確的工作結論，提高工作的效率和綜合質量。首先，初期支護和二次襯砌工作之間，存在比較密切的聯系，倘若兩者之間并沒有設定隔熱層，或者是設定的隔熱層出現了失效的現象，那么二次襯砌的混凝土，很容易受到高溫熱害的影響，對于整體施工的安全和性能構成威脅，這一點需要在工作過程中，表現為高度的注意。其次，二次襯砌的混凝土應用過程中，在強度等級方面、配合比方面，與初期支護噴射混凝土，展現為較大的不同?？墒窃诹W的研究上，卻展現為一定的相似性。我們在具體工作的實施過程中，需要針對二次襯砌混凝土，良好的開展抗壓強度試驗、劈裂抗拉強度試驗，這樣才能努力提高施工效率和施工質量。

2 超高地溫隧道材料支護結構設計

從現有的社會發展來看，超高地溫隧道材料的應用，基本上可以對相關的性能做出積極把控，多個方面的工作內容，基本上沒有出現惡性循環的現象。但是，隧道施工本身具有很強烈的特殊性，我們應堅持在支護結構設計上，努力落實科學的手段來完成。支護結構設計，是國家建筑相關部門非常關注的問題，即便是出現了很小的隱患，都容易對整體的施工造成很大負面影響，甚至是產生嚴重的安全事故。為此，我們需要在超高地溫隧道材料的支護結構設計上，努力投入積極的手段來完成。

2.1 加強新老支護體系的相互融合

就超高地溫隧道本身而言，其在支護結構的設計過程中，不可能完全集中在老舊的操作模式上，這并不符合國家科學發展的原則，同時還有可能因此造成較大的負面作用。結合以往的工作經驗和當下的工作標準，認為超高地溫隧道材料的支護結構設計上，應堅持加強新老支護體系的相互融合。第一，在老舊的支護體系上，雖然對于材料應用和設計理念，都表現的比較傳統，但是老舊的支護體系服務時間較長，且出現安全事故概率較低，我們需要在理念上做出積極的借鑒，從而促使新的支護結構設計，能夠更好地改善固有工作的不足。第二，在支護體系的融合過程中，應堅持結合超高地溫隧道材料的具體表現來決定，不能在該方面出現任何的隱患現象。第三，支護結構的設計，要加強一些外部因素的考慮，并且對某些突發情況做出分析。例如，在地震出現的情況下，支護結構必須提供足夠的保護，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間。由此可見，在新老支護體系的融合上，還是要進行綜合化探索，不能表現得過于簡單。endprint

2.2 散熱性襯砌結構

對于超高地溫隧道材料而言，支護結構的設計，一定要將可靠性、可行性作為重要的衡量標準，如果在該方面展現出嚴重的不足，肯定會給日后工作的進步造成非常不好的影響，甚至是給地方的綜合建設造成隱患。考慮到超高地溫隧道的特殊情況，我們在支護結構設計的過程中，可嘗試通過散熱性襯砌結構來完成。該結構的應用，能夠更好適應超高地溫隧道的特殊條件，在散熱的效果上比較值得肯定，未來的應用空間也比較大。例如，在二次襯砌結構上設置散熱孔，在減小絕對溫度的同時，更能減小混凝土內外表面溫度差，另外散熱孔也能釋放一定的溫度應力。散熱性襯砌結構，分別為無孔混凝土襯砌、少孔混凝土襯砌、多孔混凝土襯砌，通過熱力學傳導計算以及室內模型試驗，對比分析散熱孔孔率對導熱效果以及二次襯砌溫度應力的影響，提出合理的開孔型二次襯砌結構。散熱混凝土襯砌結構：一般模筑混凝土的導熱系數大約為1.1W/（m·℃），導熱系數較低，研究在保證模筑混凝土力學性能與耐久性能的前提下，通過改良混凝土的熱力學性能提高其導熱系數，達到散熱的功能。改良混凝土的導熱效果可通過測定其導熱系數來驗證。

2.3 綜合化布置支護結構設計

超高地溫隧道材料的支護結構設計過程中，除了要在上述的幾個方面努力外，還必須按照綜合化的模式來布置。我國在隧道建設過程中，無論是數量還是規模，都在不斷擴大，如果能夠獲得預期效果，不僅可以給國家的建設行業產生良好的推動作用，同時能夠在各個區域的交通建設上，做出非常卓越的貢獻。支護結構設計工作的開展，是非常敏感的內容，為了在具體的設計上取得良好成績，需要堅持按照綜合化的模式來完成，積極對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，提高設計的可靠性、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，既要滿足強度要求，又滿足一定的隔熱要求；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的強度問題，確保高地溫環境下的自身強度和粘結強度，然后在噴射混凝土外側噴射或者澆筑約15cm的泡沫混凝土（強度3MPa以上，導熱系數0.2左右）。這樣既起到一點的隔熱效果，同時泡沫混凝土的強度和剛度可以保證結構體系整體穩定性。

3 結束語

本文對超高溫隧道材料性能及支護結構設計方式展開討論，現階段的工作實施過程中，整體上比較符合預期，很多方面的工作都沒有展現出嚴重的惡性循環。日后，應繼續在材料的性能分析上，不斷朝著多元化方向來完成，要積極掌握好材料的性能發揮方式，將隧道的建設質量提升；對于支護結構設計，要對國家的相關規范、條文做出積極的遵守，支護結構設計的方案，必須考慮到區域的限定因素影響，努力取得更好的成績。

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