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我国西南地区工程地质结构复杂,地下水富含硫酸盐,对该地区铁路隧道衬砌混凝土造成了严重的侵蚀破坏,存在重大的安全隐患。为保证未来新建铁路隧道的长期服役性能和对既有隧道的修复加固,迫切需要开展隧道衬砌混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究。本文在现场调研既有铁路隧道衬砌混凝土的硫酸盐侵蚀破坏特点的基础上,针对隧道初支喷射混凝土和二衬混凝土受硫酸盐侵蚀的特点,采用全浸泡,半浸泡和干湿循环试验方法研发了两种适用于初支混凝土和二衬混凝土的Ⅰ型和Ⅱ型防腐剂；综合硫酸盐在混凝土内的侵入深度和XRD微观分析结果试验研究了DPS(深度渗透密封剂,Deep Penetration Sealer)和RMO(修补砂浆覆盖液,Deep Penetration Sealer)两种混凝土表面处理材料改善混凝土抗硫酸盐侵蚀的效果和机理。取得了如下的研究成果：(1)运用XRD, SEM和EDS等微观检测手段,分析了西南地区典型隧道衬砌破坏劣化模式,得出在高浓度硫酸盐环境中发生的物理和化学侵蚀是导致衬砌混凝土劣化的主要原因。(2)基于粉煤灰和硅灰双掺研制的Ⅰ型和Ⅱ型防腐剂能有效提高初支混凝土和二衬混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能：掺加20%Ⅰ型防腐剂的初支混凝土在5%的Na2SO4溶液中浸泡240天后,强度损失为7.2%,而未掺Ⅰ型防腐剂的普通混凝土的强度损失为71.7%；掺加30%Ⅱ型防腐剂的二衬混凝土抗硫酸盐等级从KS90提高为KS150。(3)实际工程应用显示,掺加Ⅰ型防腐剂的初支混凝土具有良好的喷射施工性能,掺加Ⅱ型防腐剂的二衬混凝土具有良好泵送性能,说明两种防腐剂实际使用价值高。(4)在混凝土迎水面抹涂RMO和DPS能有效降低硫酸盐在混凝土中的侵入深度,降低硫酸盐对混凝土的侵蚀作用,其原因是阻碍了硫酸盐向混凝土内部迁移；在混凝土背水面涂抹RMO和DPS亦能降低硫酸盐在混凝土中的侵入深度,其机理是阻止水分在混凝土表面蒸发,降低混凝土内部毛细管的虹吸附作用,延缓硫酸盐进入混凝土内部引起混凝土劣化破坏。