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胶州湾隧道二次衬砌混凝土的耐久性研究

作　者: 刘伟
导　师: 王命平
学　校: 青岛理工大学
专　业: 防灾减灾及防护工程
关键词: 胶州湾海底隧道二次衬砌混凝土耐久性环境分析保护层厚度施工保障概率可靠度
分类号: U455.91
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

已启动建设的青岛胶州湾海底隧道是我国自行建造的第二条跨海隧道,隧道衬砌混凝土的耐久性是十分重要且迫切需要解决的问题,其目的是要解决海底隧道衬砌混凝土的耐久性设计、施工、检测及耐久性预测等问题。本文承担了建设部研究开发项目“青岛胶州湾隧道混凝土材料与结构耐久性研究”的部分工作,本文的研究具有较大的经济意义和社会效益,不但对提高胶州湾海底隧道的设计水平和工程建设有重要意义,而且对海底隧道衬砌混凝土的耐久性研究有重要的学术价值。本文从胶州湾海底隧道所处的地理位置、气候条件以及隧道的结构部位展开研究,根据海底隧道衬砌混凝土的破坏机理,对胶州湾海底隧道陆域段和海域段二次衬砌混凝土的环境条件作出了详细的分析,并详细讨论了胶州湾海底隧道结构构件的环境分区和环境作用等级。介绍了胶州湾海底隧道衬砌混凝土耐久性设计的内容,探讨了隧道耐久混凝土的技术要求,并参照国内外相关文献,对隧道二次衬砌混凝土的混凝土强度、氯离子扩散系数等耐久性基本参数进行研讨,以基于钢筋混凝土劣化模型的设计方法,详细介绍了二次衬砌混凝土保护层厚度的取值,提出了衬砌混凝土多重耐久性设计的保障措施。提出了二次衬砌混凝土原材料及配合比,结构防排水施工、混凝土湿养护、混凝土连接缝施工及拆模强度控制、施工质量现场监测与检测等二次衬砌混凝土的耐久性施工质量控制措施。并介绍了海底隧道结构工作寿命的概率可靠度设计方法及全寿命经济分析方法(LCCA)。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第1章绪论  10-21
  1.1 海底隧道建设的发展  10-11
  1.2 海底隧道衬砌混凝土耐久性研究的意义和现状  11-17
    1.2.1 海底隧道衬砌混凝土耐久性研究的意义  11-15
    1.2.2 国内外耐久性研究现状概况  15-17
  1.3 胶州湾隧道的基本概况  17-20
  1.4 本文的研究内容  20-21
第2章海底隧道衬砌混凝土的耐久性影响因素及环境分析  21-34
  2.1 海底隧道衬砌混凝土结构耐久性破坏的机理研究  21-26
    2.1.1 海洋环境钢筋混凝土耐久性的影响因素  21-25
    2.1.2 海底隧道衬砌混凝土耐久性的影响因素  25-26
  2.2 海洋环境分区及环境作用的分类分级  26-28
    2.2.1 海洋环境分区  26
    2.2.2 海洋环境的分类分级  26-28
  2.3 胶州湾水文地质概况  28-30
    2.3.1 工程水文地质  28-29
    2.3.2 地下水侵蚀性判定  29-30
  2.4 胶州湾海底隧道环境分析  30-34
    2.4.1 海底隧道陆域段与海域段分界  31
    2.4.2 胶州湾海底隧道陆域段衬砌混凝土环境分析  31-33
    2.4.3 胶州湾海底隧道海域段衬砌混凝土环境分析  33-34
第3章海底隧道二次衬砌混凝土的耐久性设计  34-53
  3.1 海底隧道二次衬砌混凝土结构耐久性设计总则  34-35
    3.1.1 耐久性设计原则  34-35
    3.1.2 总体要求  35
  3.2 海底隧道二次衬砌耐久混凝土的技术要求  35-39
    3.2.1 混凝土原材料的选用  35-37
    3.2.2 混凝土的最低强度等级及水胶比  37
    3.2.3 混凝土氯离子扩散系数D_(RCM,28)取值  37-39
  3.3 隧道二次衬砌混凝土保护层厚度  39-47
    3.3.1 国内外相关规范对混凝土保护层厚度的规定  39-40
    3.3.2 混凝土中氯离子侵蚀预测公式  40-43
    3.3.3 钢筋锈蚀计算的基本参数  43-46
    3.3.4 胶州湾海底隧道二次衬砌混凝土的保护层厚度  46-47
  3.4 海底隧道使用寿命的影响因素  47-49
    3.4.1 保护层厚度的影响  47-48
    3.4.2 混凝土氯离子扩散系数的影响  48
    3.4.3 混凝土水胶比(W/B)的影响  48
    3.4.4 混凝土强度的影响  48-49
  3.5 结构工作寿命设计需要考虑的其它因素  49-53
    3.5.1 混凝土保护层的裂缝问题  50
    3.5.2 采用多重耐久性保障措施  50-53
第4章海底隧道二次衬砌混凝土耐久性的施工质量控制  53-66
  4.1 混凝土原材料及配合比质量控制  53-54
  4.2 结构防排水施工质量控制  54-55
    4.2.1 衬砌混凝土初期支护止水  54
    4.2.2 衬砌混凝土背后排水系统施工  54
    4.2.3 复合式衬砌防水层施工  54-55
  4.3 混凝土湿养护质量控制  55-59
    4.3.1 湿养护及温度对混凝土强度发展的影响  55-56
    4.3.2 湿养护对渗透性的影响  56-57
    4.3.3 混凝土湿养护的最短期限及要求  57-59
  4.4 二次衬砌混凝土连接缝施工质量控制  59-61
    4.4.1 混凝土施工缝防水处理  59-60
    4.4.2 混凝土变形缝防水处理  60-61
  4.5 二次衬砌混凝土拆模强度控制  61-63
    4.5.1 混凝土拆模强度规定  61
    4.5.2 青岛胶州湾海底隧道衬砌混凝土拆模强度  61-62
    4.5.3 用成熟度推算混凝土拆模所需的阶段强度  62-63
  4.6 二次衬砌混凝土结构施工质量的现场监测和检测  63-66
    4.6.1 混凝土耐久性质量检测  64
    4.6.2 混凝土长期监测与控制措施  64-66
第5章海底隧道结构工作寿命的概率可靠度预测  66-78
  5.1 海底隧道结构工作寿命的设计计算方法  66-67
  5.2 海底隧道结构工作寿命设计的概率可靠度方法  67-72
    5.2.1 可靠度模型的建立  67-71
    5.2.2 可靠度模型参数的确定  71-72
  5.3 青岛胶州湾海底隧道的计算示例  72-76
    5.3.1 隧道结构典型部位寿命预测结果分析  72-74
    5.3.2 失效概率对保护层厚度的要求  74-76
  5.4 海底隧道全寿命预测  76-78
第6章结论及有待于研究的问题  78-81
参考文献  81-86
攻读硕士学位期间发表的学术论文  86-87
致谢  87

胶州湾隧道二次衬砌混凝土的耐久性研究

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