获2011年中国公路学会科学技术奖一等奖。 该项目由厦门路桥建设集团有限公司牵头组织完成,我院主要完成了“厦门东通道海底隧道材料与结构的耐久性技术开发研究”和“厦门东通道(翔安隧道)工程二次衬砌混凝土温度控制与防裂技术开发研究”的研究工作。 主要包括以下内容:(1)抗海蚀喷射混凝土研究,主要包括粉煤灰、磨细矿渣粉、硅粉、钢纤维、仿钢纤维等方案喷射混凝土的力学性能、干缩变形、韧性及其耐久性能等试验,结合工程特点,提出了各种方案抗海蚀喷射混凝土的配制技术及推荐的参考配合比,通过施工现场的喷射混凝土大板试验,最终确定了适用于海底隧道的抗海蚀单掺粉煤灰喷射混凝土的参考配合比,满足100年耐久性要求。(2)海底隧道二次衬砌高性能混凝土研究,针对厦门东通道海底隧道二次衬砌高性能混凝土的100年高耐久性要求,开展了单掺粉煤灰、粉煤灰复掺矿渣粉、单掺矿渣粉等各种掺合料方案的高性能混凝土配合比试验,以及各种性能的对比试验,包括坍落度、含气量、初终凝时间、泌水率等拌合物性能,立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗压弹模、轴心抗拉强度、轴心抗拉弹模、极限拉伸率等物理力学性能,干缩变形、自生体积变形等变形性能,海水淡水抗渗、抗碳化、不同方法的抗氯离子渗透、抗冻融疲劳等耐久性,线膨胀系数、导温系数、导热系数、比热和绝热温升等热学性能,微裂缝自修复能力,平板法、圆环法抗裂性能,以及掺有聚丙烯纤维、不同水泥、不同外加剂的混凝土性能对比试验。根据试验结果,综合考虑磨细矿渣粉较高的抗氯离子渗透性能和粉煤灰较强的微裂缝自修复能力,提出了以粉煤灰与磨细矿渣粉复掺为主的100年耐久性高性能混凝土的参考配合比。(3)海底隧道二次衬砌高性能混凝土温控标准及措施,温控标准为混凝土的内表温差应小于16°。混凝土的浇筑温度应小于T+2°(T为浇筑地点当天及前一天的平均气温),混凝土最高温升不超过26°。提出了10条温控措施,并进行了现场温控监测。(4)预测了海底隧道支护体系使用寿命,针对厦门东通道海底隧道内外侧腐蚀环境的特点,通过对现有文献资料的调查和室内快速腐蚀试验,以及高性能混凝土耐久性改善机理的试验,研究分析了混凝土、钢筋混凝土和钢结构支护的腐蚀原因、类型和预计程度,综合目前国内外关于盐污染环境条件下钢筋混凝土使用寿命预测方法和模型的研究现状,提出了适用于厦门东通道海底隧道工程钢筋混凝土使用寿命的预测数学模型,为确定厦门东通道海底隧道工程钢筋混凝土的技术方案提供了理论支撑,经预测即使初期支护发生渗漏,其使用寿命可达414年,保护层厚度为55mm时的二次衬砌混凝土的预测使用寿命可达116年。 |