[01368573]海底隧道工程劣化机理与防护技术

本项目属于海洋工程学科,成果适用于海底隧道、沿海地铁及其它重大海洋混凝土结构的耐久性设计、施工、监测、评估与防护。 本项目针对海底隧道衬砌混凝土结构易开裂、难防护、压力海水下腐蚀严重、长期性能难以准确评估等普遍问题,从海洋环境下钢筋混凝土损伤劣化机理的研究入手,对海底隧道混凝土结构耐久性设计方法、超低水泥用量高耐久衬砌混凝土的制备与施工、防护修复技术等进行了深入系统的研究,主要包括： （1）利用中子成像技术实现开裂与未开裂混凝土内部水分和腐蚀离子传输以及钢筋锈蚀的可视化与动态追踪,突破了混凝土材料非透明性局限;结合海底隧道服役环境特点,实现荷载、压力海水、环境协同作用下混凝土耐久性试验方法上的突破;建立海底隧道混凝土结构耐久性设计理论及方法。 （2）利用海底隧道施工弃渣、矿物掺合料等多元复合技术,制备满足海底隧道100 年工程服役寿命要求的C50 高性能衬砌混凝土及超低水泥用量的C45 生态型混凝土,制订海底隧道衬砌混凝土施工技术指南,有效解决了海底隧道混凝土易开裂、难施工、拱顶空洞等技术难题,相关成果已成功应用于海底隧道等重大工程中。 （3）开发高性价比新型水泥基复合材料（SHCC）及其包裹防护技术,系统研究渗透型涂料的防护机理,完善海洋环境下钢筋混凝土结构防护技术及效果评价体系。 研究成果已成功应用于胶州湾海底隧道等重大工程的耐久性设计、施工、监测和评估中,有效保障了工程结构的耐久性,延长了服役寿命（延长60-70 年）,大大降低了工程全寿命建设成本。通过施工弃渣合理取代天然骨料,利用多元复合技术开发高性能混凝土不仅性能优良,且比传统混凝土节约水泥用量30%-40%,大大降低了CO2 的排放,实现了能源节约和环境保护。本项目具有非常广阔的工程应用前景及良好的社会、经济与环境效益。