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隧道二次衬砌混凝土强度等级较低,一般仅C25,但要求流态性好,且要有很好的抗裂防水功能。目前工程中大多采用掺防水剂、膨胀剂来配制二衬混凝土,这不仅增加了工程成本,而且由于水胶比较大,混凝土容易收缩开裂,渗漏水严重依然是目前大多数隧道的使用现状。针对工程界对隧道二次衬砌防水混凝土存在的配制误区,本文采用平行试验方法和正交试验方法分别研究了防水外加剂和配合比设计参数对隧道二衬混凝土强度和抗渗性的影响。防水外加剂的影响结果表明,在较高水胶比0.52下,部分防水剂对混凝土的抗渗性有一定改善作用,在相对较低水胶比0.43下,各防水剂对混凝土抗渗性改善不明显,且复合防水剂的减水效果较低。正交试验研究结果表明,影响混凝土28d强度与抗渗性因素的主次关系为:水胶比＞粉煤灰超量取代系数＞粉煤灰掺量＞胶凝材料用量。说明在选定的因素水平范围内,水胶比是影响混凝土强度和抗渗性最显著的因素,粉煤灰掺量影响相对较小。由此提出了隧道二衬粉煤灰防水混凝土的配合比设计思路,通过采用高效减水剂降低水胶比,增加粉煤灰掺量的方法来平衡隧道二衬混凝土低强度、大流态、高抗渗三个技术指标的关系,并达到降低工程成本的目的。对隧道二次衬砌粉煤灰防水混凝土的配合比设计参数进行了优化,采用Ⅱ级粉煤灰和R.O32.5水泥配制的C25粉煤灰防水混凝土的配合比为:胶凝材料用量360kg/m~3,水胶比为0.46,粉煤灰掺量为20%,超量取代系数1.3-1.4。对隧道二次衬砌粉煤灰防水混凝土的抗裂耐久性进行了研究。利用平板法塑性收缩试验和椭圆环约束收缩开裂敏感性试验,砂浆脆性系数、混凝土弹强比、混凝土干缩率等指标评价混凝土的抗裂性,研究结果表明粉煤灰的掺入提高了其抗裂性。混凝土快速碳化试验表明,粉煤灰掺量在30%时,抗碳化性能仍可以满足隧道设计使用年限。混凝土NEL氯离子加速渗透试验结果表明,隧道二衬粉煤灰防水混凝土具有很好的抗氯离子扩散能力。抗硫酸盐侵蚀试验结果表明,隧道一.衬粉煤灰防水混凝土具有较好的抗硫酸盐侵蚀能力。最后,在大枫树岭隧道二次衬砌施工中,对隧道二次衬砌粉煤灰防水混凝土进行了工程应用试验,工程验证隧道二次衬砌粉煤灰防水混凝土具有良好的施工性能,浇筑出的混凝土内实外美,可以满足设计要求的力学性能和抗渗性能,而且降低了工程成本,具有一定的经济效益。