一、原因分析
1、隧道襯砌物理性腐蝕原因分析
(1)凍融交替凍脹性裂損:在寒冷和嚴(yán)寒地區(qū),由于普通混凝土是一種非均質(zhì)的多孔性材料,其毛細(xì)孔、施工孔隙和工作縫等,易被環(huán)境水滲透。所以,充水的混凝土襯砌部位,受到反復(fù)的凍融交替凍脹破壞作用,產(chǎn)生和發(fā)展凍脹性裂損病害,造成混凝土裂損。
(2)干濕交替鹽類結(jié)晶性脹裂損壞:滲透到混凝土襯砌表面毛細(xì)孔和其他縫隙的鹽類溶液,在干濕交替的條件下,由于低溫蒸發(fā)濃縮析出白毛狀或梭柱狀結(jié)晶,產(chǎn)生脹壓作用,促使混凝土由表及里,逐層破裂疏松脫落。常見在邊墻腳高lm,混凝土溝壁,起拱線接縫和拱部等處裂縫呈條帶狀,局部滲水處成蜂窩狀腐蝕成孔洞,露石、骨料分離,疏松用手可掏渣。干濕交替鹽類結(jié)晶性脹裂損壞會造成混凝土或不密實(shí)的砂石襯砌和灰縫起白斑、長白毛,逐層疏松剝落。沿滲水的裂縫和局部麻面處,呈條帶狀和蜂窩狀腐蝕成凹槽和孔洞,深10~25cm。
2、隧道襯砌化學(xué)性腐蝕原因分析
(1)硫酸鹽侵蝕:水中的SO濃度過高時(shí),SO與水泥石中的Ca(OH)發(fā)生反應(yīng),生成石膏。石膏體積膨脹,形成混凝土物理性的破壞。SO濃度低時(shí),鋁酸三鈣與Ca(OH)、SO共同作用,生成硫鋁酸鹽晶體,體積較原來增大2.5倍,產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力,破壞混凝土。
(2)鹽侵蝕:水中含MgSO、MgCl、鹽與水泥石中的Ca(OH)發(fā)生反應(yīng),形成CaSO,產(chǎn)生硫酸鹽侵蝕,形成的CaCl2易溶于水而流失,形成的Mg(OH)2膠結(jié)力很弱,易被滲透水帶走。
(3)溶出性侵蝕(軟水侵蝕):水中HCO含量過少,在滲透水的作用下,混凝土中的Ca(OH)隨水陸續(xù)流失,使得溶液中的Ca(OH),濃度降低。
(4)碳酸鹽侵蝕:水中的CO2含量過高,超過了與Ca(HCO1)平衡所需的CO2數(shù)量。在侵蝕性CO2的作用下,混凝土表層的Ca(HCO1),溶于水中。
(5)一般酸性侵蝕:水中含有大量H+,各種酸與Ca(OH)2作用后,生成相應(yīng)的鈣鹽。以上幾種腐蝕有時(shí)是同時(shí)發(fā)生的。
二、預(yù)防措施
1.堅(jiān)持以排為主,排堵截并用,綜合治水。
2.用各種耐腐蝕材料敷設(shè)在混凝土襯砌的表面,作為防蝕層。
3.在各種腐蝕病害較為嚴(yán)重的地段,除采取排水降低水壓外,同時(shí)采用抗侵蝕材料作為襯砌,使防水、防蝕設(shè)施與結(jié)構(gòu)合為一體。
4.在隧道的伸縮縫、變形縫和施工縫都設(shè)置止水帶,從而達(dá)到防蝕的目的。
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