隧道排水系统快速结垢成因分析及抑制技术研究

隧道排水系统快速结垢堵塞,将引起支护背后水压增大,诱发衬砌渗水、变形、垮塌等二次病害。以广东某隧道在建设期间出现严重的初期支护渗漏结晶与排水系统结垢堵塞现象为例,通过分析围岩水流向、水质中离子浓度的时空变化与结垢矿物组成,分析了排水管碳酸钙快速结垢的成因,明确了初期支护混凝土对排水系统结垢堵塞起到关键作用。进一步研究有碱速凝剂、无碱速凝剂及密实疏水材料对初期支护混凝土抗溶蚀性能的影响。结果表明:初期支护混凝土析出Ga2+与OH-,促使围岩水pH值约从7.5提升至约10.5,加速碳酸钙结垢产物的生成;相较于初期支护单掺有碱速凝剂,复掺无碱速凝剂与疏水材料,初期支护28 d抗压强度提升35.3%、RCM降低26.6%、吸水率降低68.1%,通过基体密实疏水协同技术,内部氢氧化钙的溶解与析出得到显著抑制;工程应用则直接证实初期支护混凝土基体密实疏水技术可有效缓解排水系统结垢堵塞现象。