湖北省宜昌至巴东高速公路K156～K160路段存在着一种俗称为“灰包石”的含石膏质岩的不良特殊岩土体，具有遇水膨胀性、易溶性及溶蚀后使地下水呈硫酸盐腐蚀性等特点，对工作区的隧道、桥梁基础和边坡稳定造成不利影响。为防治石膏质岩对混凝土结构的危害，研究了石膏质岩分别以外部硫酸盐侵蚀(ESA)和内部硫酸盐侵蚀(ISA)对混凝土长期性能的劣化规律及机理，提出了隧道衬砌混凝土防腐蚀措施。　　 采用较高浓度的硫酸盐溶液作为侵蚀介质，将混凝土试件浸泡于硫酸盐侵蚀溶液中，模拟了石膏质岩岩溶水对混凝土的外部硫酸盐侵蚀。经过1年龄期的侵蚀加速试验，混凝土在饱和石膏水溶液中的强度随浸泡龄期延长逐步增加，未遭受饱和石膏水侵蚀；在硫酸钠溶液中混凝土强度的劣化也较为缓慢，而硫酸钠+硫酸溶液耦合、硫酸钠-干湿循环耦合作用下的混凝土强度劣化非常显著。胶凝材料组成对混凝土抗硫酸盐侵蚀有显著影响，使用高抗硫酸盐硅酸盐水泥、降低水胶比以及掺入30％以上的矿渣粉或粉煤灰等均能有效地提高混凝土的抗硫酸盐抗侵蚀性能。　　 通过将石膏质岩磨细为粉料或破碎为粗、细集料掺入混凝土中作为加速侵蚀试验的方法，模拟了混凝土配制时使用含石膏集料引起的内部硫酸盐侵蚀或新拌混凝土接触到含石膏质岩围岩时产生的固态接触腐蚀。1年龄期的性能结果表明，集料中SO3含量越高、掺杂石膏质岩粒度越小，内部硫酸盐侵蚀反应的速率和程度越大，所配制的混凝土膨胀率和强度损失越大。特别是当集料中掺杂的SO3含量超过1％，或掺杂石膏质岩粒度小于1.18mm后，试件将产生有害膨胀和显著的强度降低。与掺杂二水石膏相比，硬石膏产生的内部硫酸盐侵蚀速率要慢些，但最终的膨胀率和强度降低程度差别不大。　　 通过XRD、SEM微观测试，结合试件宏观破坏特征，分析研究了石膏质岩集料混凝土的内部硫酸盐侵蚀机理。内部硫酸盐侵蚀主要是由集料表面的石膏矿物与水泥中的C3A反应或与水化形成的的水化铝酸钙或单硫型水化硫铝酸钙(AFm)继续反应形成钙矾石(AFt)，集料-浆体界面膨胀应力达到一定程度时将开裂，降低混凝土强度。　　 探讨了含石膏质岩集料混凝土内部硫酸盐侵蚀的抑制措施。水泥中的C3A含量对于内部硫酸盐侵蚀的程度影响很大，当C3A含量不超过5％时，水化后形成的AFt数量不足以引起有害的膨胀。另外，降低水泥中的碱含量，采用粉煤灰、高岭土或硅灰作掺合料而不是矿渣粉，控制较低的养护温度，均能抑制集料中掺杂过量石膏引起的混凝土内部硫酸盐侵蚀膨胀和强度降低。考虑内部硫酸盐侵蚀对混凝土的严重破坏，为防治内部硫酸盐侵蚀，工程中应严禁采用SO3含量超过1.0％的骨料配制混凝土。　　 针对依托工程石膏质岩岩溶水环境腐蚀等级，研究提出了隧道二次衬砌混凝土结构耐久性设计技术要求和防腐蚀混凝土配合比设计方案。混凝土保护层厚度增加到40mm，强度等级提高至C35。混凝土采用高抗硫酸盐硅酸盐水泥(普通硅酸盐水泥亦可)内掺30％粉煤灰配制，水胶比0.37。通过1年龄期的加速试验，验证了推荐配合比具有良好的抗硫酸盐-干湿循环侵蚀能力。