京张高铁八达岭长城站耐久性设计方法及措施

引言

我国普通房屋建筑物的设计使用年限一般为50年，纪念性建筑和特别重要的建筑结构设计使用年限一般为100年，这是我国规范对一般建、构筑物的耐久性做出的要求。但对于铁路工程，尤其是干线铁路工程，其使用年限往往超越100年，如我国自主设计施工的第一条铁路—京张铁路，目前已经使用了110年，而且今后很长一段时间还将作为货运铁路继续使用。因此，研究设计使用年限超越100年的耐久性设计方法和控制技术具有重要意义。

隧道和地下工程具有相对恒温恒湿的环境，有利于工程结构的耐久性。但如果在设计施工过程中耐久性考虑不足，后期使用过程中因耐久性失效而出现各种病害问题，则维修的成本将非常高昂。调查研究发现，我国铁路隧道在运营期由于支护结构或者防排水系统的耐久性不足，大多存在渗漏水、衬砌裂损、底部翻浆冒泥等病害。铁路部门每年需投入大量的人力、物力及资金用于其维修和整治，因此开展隧道及地下工程的耐久性设计具有重要的社会经济意义。

国内外对隧道结构的耐久性开展了大量的研究。黄慷、涂鹏等[1-2]利用类比、实测等方法对各类风险因素的影响进行了分析，评估和预测其服役寿命，提出了耐久性失效风险的防治措施。王磊[3]阐述了混凝土裂缝产生的原因，并从工程设计、材料、施工、养护等方面提出了裂缝控制的措施。王光勇[4]分析了混凝土保护层厚度不足的原因及其对隧道衬砌承载力和隧道结构耐久性的影响，提出了采用高分子树脂化学胶涂层的整治措施。刘四进等[5]从盾构隧道结构受力性能衰退机理出发，开展了管片锈蚀劣化试验，提出了锈蚀劣化承载管片抗弯刚度衰减模型。李宇杰、王梦恕等[6]对有裂缝病害的地铁隧道结构进行受力分析，得到了劣损衬砌结构的受力特征，并评估了其承载力。

Willie Kay[7]介绍了可用来提高隧道结构耐久性和服务年限的新型材料，提出采用高性能混凝土衬砌及合理的防排水措施可有效地提高隧道的耐久性。Sangpil Lee等[8]对高性能喷射混凝土进行了冻融循环、加速碳化及离子侵蚀等试验，认为相比传统喷射混凝土，高性能喷射混凝土耐久性能更佳。王海彦、王丽丽等[9-11]针对既有隧道的病害表现，提出隧道衬砌耐久性在施工、设计及维护方面不足的原因.提出了解决主体结构衬砌混凝土耐久性的设计要点及施工的控制对策。宋超业等[12-15]针对氯化物环境下的矿山法海底隧道，对其环境条件、规范要求和耐久性设计原则等进行了详细分析，提出了考虑结构承载力设计并预留后期修复空间的耐久设计理念。仇文革等[16-17]根据后期维护保养对隧道耐久性的影响，提出了隧道结构体系全寿命费用最小化模型，为设计和施工单位提供参考。

综上所述，混凝土、钢筋等材料的耐久性，以及喷射混凝土、锚杆、二衬等单一构件的耐久性，均有较为成熟的设计方法和控制措施，但对隧道工程整体的耐久性，目前仍停留在定性化的描述，尚无定量化的设计方法和预测模型。

1 隧道工程的耐久性机理

隧道耐久性失效主要表现为二衬结构的破坏，分析其原因主要为：① 隧道锚杆、注浆、喷射混凝土等支护结构因碳化、锈蚀而失效，导致隧道二衬荷载增大，引起的二衬开裂破坏；② 隧道二衬自身的钢筋混凝土结构因碳化、腐蚀而出现开裂脱落，引起的二衬结构破坏。

适用于IEEE 802.15.4的非相干BPSK接收机………………………………张艳秋，林伟荣，马欣月，等(53)

与桥梁、房屋等地面结构物相比，隧道结构耐久性的影响机理更加复杂，这主要是由隧道结构自身的特点所决定的。隧道结构是由围岩与支护结构组成的复合体系，围岩和支护结构的相互关系非常复杂，锚杆、锚索和注浆等支护结构直接侵入围岩内部，喷射混凝土和钢拱架组成的初期支护附着在围岩表面，只有二衬是相对独立受力的拱形构件。

为了分析隧道耐久性的相互影响关系，将隧道结构划分为原岩、改良围岩和二衬三部分，如图1所示，其中改良围岩是经注浆、锚杆、锚索、喷射混凝土等支护措施改良后的围岩。其中由于原岩的耐久性主要取决于成岩速度及岩石的风化速度等地质变化速度，而地质变化速度非常缓慢，从工程尺度来说，原岩可认为基本不变化，所以其耐久性暂不作考虑。改良围岩的耐久性主要取决于锚杆、钢架的锈蚀速度、注浆的劣化速度、喷射混凝土腐蚀速度等，改良围岩的耐久性失效主要表现为改良围岩承载力的下降，导致二衬结构荷载增大。

图1 隧道受力体系划分示意

由以上分析可以看出，隧道结构的耐久性问题最终都可通过二衬的变形破坏来体现，如图2曲线所示，二衬承载力曲线R随着时间而逐渐降低，这是由于组成二衬结构的钢筋、混凝土材料在服役期间受到锈蚀与腐蚀作用，承载力逐渐下降，导致结构自身耐久性失效；而二衬荷载曲线P随着时间逐渐上升，它反映了改良围岩体的耐久性，这是由于组成改良围岩体的锚杆、钢架、注浆体、喷射混凝土等材料受锈蚀、腐蚀作用承载力下降，导致二衬荷载逐渐增大。当二衬荷载增大曲线与其承载力衰减曲线相交时，隧道结构达到承载力极限状态，此时也即为隧道耐久性的设计使用年限，图中Tc即为隧道耐久性的设计使用年限，任意时间点Ti的承载力Ri和荷载Pi的比值反映了当前耐久性的安全系数，隧道结构耐久性的安全系数

本条第二款对合伙形式的评估机构应有的评估师人数和合伙人资格作出了特殊要求。合伙形式的评估机构聘用评估专业人员开展评估业务，其中应当有两名以上评估师，以保证评估机构的专业水准，并能够开展法定评估业务。该合伙形式评估机构的合伙人三分之二以上应当是具有三年以上从业经历且最近三年内未受停止从业处罚的评估师。评估机构的合伙人为两名的，两名合伙人都应当是具有三年以上从业经历且最近三年内未受停止从业处罚的评估师。

(1)

式中，Kn为隧道结构耐久性的安全系数；Ri为时间节点为Ti时二衬的承载力，kPa；Pi为时间节点Ti时二衬的荷载，kPa。

图2 隧道结构耐久性的计算模型

2 隧道耐久性定量化设计方法

隧道结构的耐久性是隧道围岩、初期支护、二次衬砌与周边环境共同作用，相互影响的结果。围岩和初期支护形成的改良围岩在周边环境的影响下出现劣化，导致承载力衰减，围岩荷载的承担逐步由初期支护转移到二次衬砌结构，二次衬砌承受荷载逐渐增大。另一方面，二衬结构在周边环境影响下随自身性能劣化，承载力衰减，当二衬承载力衰减至其所承受荷载以下时，隧道结构将出现耐久性失效，如图2所示，此时Tc为隧道使用寿命，并可根据式(1)计算隧道结构耐久性的安全系数Kn。

2.1 二衬荷载的增加(初期支护承载力的衰减)

初期支护承载力衰减，会使得其承担的围岩应力一部分转移到二衬结构，二衬所承载的荷载越来越大，加速了隧道耐久性失效，缩减了其服役期寿命。初期支护与围岩承载力衰减的速率主要取决于锚杆或锚索失效速度以及注浆体的腐蚀速度。假设初期支护与围岩的承载力关系为

Pr=η(T)·pro

(2)

式中，pro为初期支护与围岩的初始承载力，kPa；η(T)为初期支护与围岩的耐久性折减系数；pr为实际衰减后的围岩承载力，kPa。

“歪题正做”的第二要义就是善于迁移。如果我们在教研过程中，不慎选了“歪题”，那也要认真“正做”，要学会迁移，但这种迁移一定要有理有据。教学理念中有“为迁移而教”的共识，语文教研理念中也应该有“为迁移而研”一席之地。如“车马炮”“桥牌”“大鹏效应”等与语文教学似乎没有关系，但只要你用心想一想，是不是就会有新的看法呢？教研中不能缺少迁移，尤其是要记住他山之石可以攻玉的良训，进行跨学科思考，不仅可以开拓自己的视野，更可以借源头活水，让语文教研达到“清如许”之境。这类“歪题正做”虽然有时常常会走很多弯路，但却能让语文教师在深受其“累”的过程中激活思维，收获更多的教研成果。

隧道在施工完成初期，各种腐蚀尚未开始，锚杆、锚索、注浆等支护措施都处于最佳状态，此时η(T)取值为1，随着时间延续，各种支护措施逐渐失效退出工作状态，η(T)取值逐渐减小至0，初期支护与围岩的承载力逐渐降低，二衬荷载则逐渐增大。二衬在某一时刻T的荷载可按下式计算

pL(T)=po-pr=po-η(T)·pro

(3)

式中，pL(T)为二衬在某一时刻T的荷载，kPa；po为隧道结构的全部荷载，kPa。

当隧道采用锚杆、锚索支护时，耐久性折减系数主要取决于锚杆注浆层的碳化速度，如式(4)所示

（2）乡镇畜牧兽医工作人员的专业性不强。2008年兽医体制改革后，乡镇级兽医站实现人、财、物三权规乡镇。乡镇级兽医站工作人员承担了过多的业务工作以外的工作。另外，乡镇兽医站经费短缺。

(4)

其中，锚杆注浆层的碳化深度可按下式计算

(5)

式中，X(T)为碳化深度，m；k为碳化系数；t为碳化龄期。碳化系数可根据现场试验、经验公式或者理论模型确定。则式(4)可变为

(6)

式中，ho为锚杆砂浆保护层的厚度，m。

2.2 二衬承载力的衰减

二衬承载力的衰减公式为

RL(T)=β(T)·RLo

(7)

式中，RLo为二衬的初始承载力，kPa；β(T)为二衬的耐久性折减系数。在二衬施工完成初期，各种腐蚀尚未开始，二衬处于最佳状态，β(T)取值为1，随着时间延续，二衬逐渐失效退出工作状态，β(T)的取值逐渐减小为0。折减系数β(T)主要受碳化深度和混凝土强度衰减两个方面的影响，碳化深度使衬砌厚度减小，强度衰减使二衬承载力进一步降低，因此折减系数β(T)可按下式估算

(8)

式中，H0为二衬初始厚度，m；S(T)为混凝土强度折减系数。碳化深度X(T)可按式(5)取得，则公式(8)可变为

2006-2016年各国GDP总量见表2。据表2可知，中国GDP总量仅次于美国，但中国农业补贴总额PSE占GDP的比重较低，PSE最高峰在2015年仅仅达到GDP的1.15%，相比于2008年0.33%有了一定幅度的增长。农业作为中国的基础性产业，国家对农业补贴投入力度远远不够。

(9)

系数k值的确定方法不同，碳化深度预测模型可以分为四类：理论模型、经验模型、结合理论与试验的碳化模型和基于可靠度理论的随机模型。混凝土强度折减系数S(T)可根据环境类别、环境作用等级以及混凝土自身的密实度、表面裂缝密度及张开量等影响因素取得。

头孢曲松致梗阻性、肾性急性肾损伤的病例报道及其临床路径的建立 …………………………………… 白荷荷等（21）：2966

3 工程应用

京张高速铁路新八达岭隧道全长12.01 km，八达岭长城站位于新八达岭隧道内，车站中心里程距离隧道进口8.79 km，距离隧道出口3.22 km。八达岭长城站是一个大型复杂的地下洞群车站，各类洞室总数达78个，地下建筑面积3.6万m2，轨面最大埋深102 m。车站两端的站隧过渡段，是一个由两线铁路过渡到四线铁路的单跨隧道，最大开挖跨度32.7 m。

1.通过实施教、康、保整合科研项目，员工的专业技能水平提高。专业人员的评估、解决问题能力加强，在服务过程中各科室协调沟通，发展专业，突破专业，增强了团队的凝聚力。整个团队协同运作，骨干带动科室的其他员工共同进步，形成了一支功底扎实、锐意进取、积极向上的工作队伍。

3.1 耐久性设计及工程措施

(1)长寿命支护结构体系的设计

其实我一点也不恨谢瑞天，这是我意料之中的事。任何游戏玩得腻了，自然就会结束，何况是男人与女人之间或单纯或复杂的肢体游戏。我甚至不屑于思考，我爱不爱他，或者他爱不爱我。这样这有任何意义，何况谢瑞天为此还付出了很多，我有时候甚至觉得，他也不容易呵。

根据图2所示，隧道及地下工程的整体耐久性取决于二衬荷载的增长曲线和二衬承载力的衰减曲线，为了延长八达岭长城站的设计使用年限，应尽量提高初支和围岩的承载力及其耐久性，延缓二衬荷载的增长曲线。因此，在八达岭长城站的支护体系设计中，采用了围岩长期自承载的设计理念，即初期支护加固围岩，形成持久的围岩自承载拱，长期承担全部围岩荷载，二衬作为安全储备。这个设计理念要求初期支护加固的围岩体不仅在施工期能够自稳，而且在运营期也能够长期自稳。

1.2.1 对照组 使用常规冠心病治疗与护理方法，包括生命体征监测、基础护理、用药指导、饮食护理、生活护理等，按照常规要求实施护理操作[4]。

隧道围岩具有一定自稳能力，这一点早已被工程界所公认，但如何利用围岩的自稳能力，这一点却众说纷纭。早期隧道设计和施工中，主要利用围岩施工期的自稳性，隧道长期自稳性主要依靠二次衬砌维持，这一点在我国铁路、公路隧道中表现尤为突出，主要表现在隧道支护结构设计时，以二衬为主要承载结构进行计算，锚杆、喷射混凝土等初期支护只作为维持施工期间的稳定，隧道施工中也忽视其施工质量和耐久性，只要施工期围岩能够暂时稳定，锚杆能不打就不打，能少打就少打，能晚打就晚打，造成在大部分隧道工程中锚杆并未得到有效的施作，这也导致我国隧道在运营期出现大量耐久性病害问题。

k-means算法的时间复杂度为：O（nkt）。其中，k指聚类簇数，t指迭代次数，n指对象数，所以对于处理大数据集时，具有高效性，而且实现方式简单、快速。通过实验表明，k-means对于处理簇接近高斯分布时，效果更好。因为k-means需要事先指定k作为初始质心，对k的选取会导致不同的分析结果，所以对于一些事先需要分类的数据分析效果不好，影响最终分析结果。对“噪声”和孤立点数据较为敏感，容易对均值产生较大影响，且分析只能保证局部最优，不能保证全局最优。

长寿命的支护结构体系应确保围岩能够长期自稳，这就要求对锚杆、喷射混凝土、注浆等初期支护以及围岩自身的耐久性进行研究和专项设计。八达岭长城站围岩主要为花岗岩，岩质坚硬，具有良好的耐久性，其暴露在空气中的风化速度仅为0.1 mm/a，即300年的风化深度仅为30 mm。因此，对于Ⅱ、Ⅲ级围岩段，围岩自身即可满足长期自稳的要求。但受F2断层和风化深槽的影响，大跨过渡段DK68+285～DK68+300岩体破碎，岩质软，为Ⅴ级围岩，是影响车站耐久性的关键部位。该段初期支护设计采用了锚杆、锚索、喷射混凝土和注浆，并对这些支护措施的耐久性做出了要求。

(2)锚杆的耐久性措施

锚杆的耐久性主要取决于注浆的保护层厚度及其碳化速度。为了提高锚杆的耐久性，八达岭长城站对锚杆施工提出了以下要求：① 锚杆最小注浆保护层厚度大于4 mm；② 锚杆设置居中定位器，使锚杆居中放置在钻孔中，正负偏差不大于1 mm；③ 钻孔后应清孔干净，用压风吹尽孔内岩粉和虚渣。④ 严格控制注浆层的密实度，注浆饱和度大于95%，注浆压力和保压时间要满足设计要求。

(3)锚索的耐久性措施

锚索一般具有较高的预应力，因此要求注浆体达到一定的强度后才能张拉，如果采用普通的水泥砂浆，需养护28 d才能达到设计强度，这导致锚索的施工工期非常长，难于满足施工工期的要求。因此，八达岭长城站锚索采用了硫铝酸盐快硬水泥，这种水泥虽然解决了施工工期的问题，但不利于锚索的耐久性。为了满足耐久性的要求，锚索采用分段高压注浆，即孔口段2 m先注浆封口，待孔口段凝固后采用7 MPa左右的高压进行孔内注浆，高压注浆大幅度提高了注浆体的密实性和充填度，从而提高锚索的耐久性。

(4)喷射混凝土的耐久性措施

八达岭长城站防灾救援通道采用了喷射混凝土单层衬砌。喷射混凝土与普通模筑混凝土相比耐久性相对较差，主要存在以下原因：① 喷射混凝土的水泥材料中含可溶性氯盐和碱，外加剂中含有盐和碱类物质，这些对混凝土的耐久性会产生不利影响；② 喷射混凝土的水泥用量大，含水率高，掺有速凝剂，故较普通混凝土收缩性更大，收缩过程造成混凝土表面的微裂缝也更多，加速了中性化速率，进一步引起混凝土内部的钢筋腐蚀；③ 喷射混凝土是在隧道开挖后及时施作的，这时围岩尚处于变形阶段，喷射混凝土过早受力，易产生开裂破坏；④ 喷射混凝土与围岩紧密接触，如果喷射混凝土不够密实，围岩中携带有害化学组分的地下水极易渗入结构内部，对喷射混凝土及其内部的钢筋进行腐蚀；⑤ 隧道喷射混凝土属于低强度等级混凝土，现场对混凝土的原材料和配合比控制不严，喷射工艺掌握不好，混凝土凝结硬化后密实性较差，混凝土的抗渗性能差，为有害介质提供了渗透通道。

针对喷射混凝土耐久性相对较差的特点，为了提高喷射混凝土的耐久性，八达岭长城站采用了以下措施：①严格控制水泥、粗细骨料、外加剂中的盐和碱类物质；②施工中分层喷射混凝土，减小单次喷射混凝土的厚度，提高喷射混凝土的柔性，逐步释放围岩变形，减小喷射混凝土受力裂缝；③在喷射混凝土中设置排水系统，减小地下水对喷射混凝土的影响；④ 在喷射混凝土表面喷涂一层水泥基渗透结晶材料，填充喷射混凝土表面的空洞和裂隙，提高混凝土的密实性，并防止地下水渗透。

(5)二衬的耐久性措施

隧道二次衬砌结构的耐久性主要受混凝土的密实度、表面裂缝、周边的腐蚀环境等因素的影响。提高二衬混凝土耐久性的关键在于提高混凝土的密实性和抗裂性，具体的技术措施如下。

① 控制表面裂缝

选用中低热水泥。为了减少混凝土结构的温差裂缝，选用中低热水泥，降低混凝土的水化热。不同品种的水泥，其矿物含量不同，而各种矿物的水化热差异较大，其中硅酸二钙(C2S)的水化热最低，其次是铁铝酸四钙(C4AF)、硅酸三钙(C3S)，铝酸三钙(C3A)的水化热最大。中低热水泥比普通水泥含有更多的C2S和C4AF，更少的C3S和C3A，中低热水泥的水化热和干缩率明显小于普通水泥。

控制混凝土的入模温度。裂缝混凝土胶结过程的温度主要取决于混凝土的入模温度和水化热引起的温升。控制混凝土入模温度的技术途径主要有降低砂、石骨料和水的初始温度，减少运输和浇筑过程中混凝土温度的升高。

采用高质量的粉煤灰。粉煤灰由于发生火山灰反应而提高混凝土的抗裂性能，国内许多工程也采用大掺量粉煤灰来降低温升，粉煤灰具有减少混凝土早期抗开裂的优良特性。掺加粉煤灰能够减少用水量，降低水胶比，由于粉煤灰可延长水化反应的时间，降低水化热，推迟了温度峰值的产生，减少了温度裂缝的产生因素，混凝土的温度峰值随着粉煤灰掺量的增加而降低。

根据跳跃高度的数据，可以分析不同运动员在比赛过程中所表现出来的运动潜力及其竞技状态，可以依此来如何应对他们在比赛进程中日益增加的疲劳。图3所示为球队各个运动员在连续4局比赛过程中相对全队的平均弹跳高度值。5号球员弹跳高度值偏离了平均值，在第二局比赛中其表现出来的结果要好于其他各局。

采用保温保湿养护措施。为了减少混凝土表面的裂缝，应对混凝土进行保温保湿养护。保温养护可确保混凝土水化过程中内外温差不宜过大，减少温差裂缝；保湿养护使混凝土表面保持湿润状态，防止干湿交替，减少干缩裂缝。混凝土保温保湿养护可采用隧道蒸养台车，根据混凝土水化过程中的温度变化，动态调整混凝土表面的温度和湿度。也可以在隧道表面粘贴保湿膜，设置保温气囊等措施实现保温保湿的目标。

②提高密实度

提高混凝土的密实度。混凝土越密实，碳化速度越慢，结构越耐久。提高混凝土密实度的技术措施主要有采用多级配的骨料，掺加适量匹配的微集料，降低混凝土的孔隙率。由于石粉比水泥吸水性差，降低了混凝土的用水量。而且石粉颗粒较水泥更小，虽然活性很低，但在掺量不大时，石粉填充了材料之间的微小间隙，起到了微集料填充骨架的作用，混凝土的强度增大，随着掺和量的增加，混凝土内部结构由骨架悬空结构转为骨架密实结构，混凝土的强度逐渐增加，强度最大时也最为密实，若继续增加惰性石粉代替活性水泥的用量，混凝土强度必然降低。可见，掺加适量的石粉可改善混凝土搅拌物的流动性和保水性，降低混凝土的用水量，提高混凝土的强度和密实度。

滑模负荷频率控制器设计包括切换面设计和控制器设计两个步骤,以保证系统在有限时间内达到切换面并稳定在滑模面。根据柴储混合电力系统负荷频率协调控制结构,将式(4)、式(6)和式(7)分别修改为

采用高密实性混凝土配合比。配合比设计是决定混凝土力学性能和耐久性的关键环节，其中最大水胶比与最小胶凝材料用量限值是保证混凝土耐久性所需要的抗渗性和力学性能的重要技术参数，相关规范标准中对不同环境下混凝土配合比参数限值进行了详细规定。以碳化环境为例，通过限定最大水胶比和最小胶凝材料用量来改善混凝土的孔隙结构，提高密实度，保证混凝土具有良好的耐久性能。

采用整形骨料提高混凝土流动性。隧道二衬混凝土浇筑在模板和围岩之间，振捣困难，因此，采用整形骨料，使混凝土在模板内具有更好的流动性。采用整形骨料后，可大幅度减少骨料中针片状颗粒含量，增加混凝土拌和物扩展度，提高混凝土的充填性。

提高混凝土浇筑施工工艺密实性。混凝土浇筑施工的工艺控制是影响混凝土耐久性的重要因素。施工工艺控制主要包括以下措施：控制混凝土的运输时间；增加二次搅拌设备，控制混凝土入模前的各项参数；为提高浇筑、振捣后混凝土的密实性，优化浇筑窗口布置、附着振捣器，采用振捣智能化控制系统。

3.2 服役期寿命预估

八达岭长城站围岩主要为花岗岩，岩质坚硬，具有良好的耐久性，但受F2断层的影响，大跨过渡段DK68+285～DK68+300岩体破碎，岩质软，为Ⅴ级围岩，是影响车站耐久性的关键部位。通过裸洞围岩稳定性分析，得到Ⅴ级围岩段隧道结构荷载按围岩松散压力计算约为600 kPa，本段初期支护采用由锚索、锚杆和喷射混凝土组成的锚喷支护体系，其中锚索长25 m，预应力1 000 kN，间距2.4 m，锚索砂浆保护层厚度为20 mm；预应力锚杆长11 m，预应力100 kN，间距1.2 m，锚杆砂浆保护层厚度为9 mm。二衬为C35钢筋混凝土，拱墙厚60 cm，仰拱厚70 cm，主筋φ28 mm@200 mm。

采用前述隧道结构耐久性的计算模型，对京张高速铁路新八达岭车站服役期寿命进行预估。由于在车站建成的初期(T=0)，初期支护与围岩承担全部荷载，二衬仅作为安全储备，根据式(4)和式(5)，可得二衬的荷载为

(10)

式中，k1为锚杆注浆体的碳化系数，根据加速碳化实验测试结果取0.3 mm/a0.5。

在车站建成初期，根据二衬的厚度和配筋，计算得到大跨段二衬初始承载力RLo=400 kPa。八达岭长城站二衬结构处于地下恒温恒湿条件，地下水无腐蚀性，因此二衬承载力衰减仅考虑碳化深度的影响，忽略混凝土强度的衰减，即尚未碳化的混凝土强度折减系数S(T)取1，则根据公式(7)可得到二衬承载力

(11)

式中，k2为二衬的碳化系数，根据加速碳化实验测试结果取0.26 cm/a0.5。根据式(10)及式(11)计算得到二衬荷载及承载力与服役期寿命关系曲线，如图3所示。由图3可以看出，八达岭长城站耐久性设计使用年限为338年，而300年时的耐久性安全系数为1.07。

图3 八达岭长城站大跨过渡段耐久性预测曲线

4 结论

(1)隧道结构的耐久性取决于初期支护和二衬的耐久性。隧道结构耐久性决定的设计年限取决于二者承载力的衰减。锚杆、喷射混凝土、注浆等初期支护与围岩构成的承载圈，随着初期支护的劣化，承载力逐渐降低，导致二衬的荷载逐渐增大，同时二衬的承载力也会随着二衬的劣化而降低，当二衬荷载增长曲线与其承载力衰减曲线相交时，隧道结构达到承载力极限状态，此时也即为隧道耐久性的设计使用年限。

(2)二衬荷载的增长曲线可根据锚杆注浆保护层的碳化速率确定，二衬承载力的衰减曲线可根据二衬混凝土的碳化速率和强度衰减速率确定。二衬是隧道结构稳定最后一道保护措施，隧道结构的耐久性失效最终将通过二衬的变形破坏来体现，因此隧道结构耐久性的安全系数可采用二衬承载力与其荷载的比例来表示。

(3)京张高铁八达岭长城站支护体系设计中，采用了围岩长期自承载的设计理念，利用长寿命初期支护加固围岩，形成持久的围岩自承载拱，长期承担全部围岩荷载，二衬作为安全储备。同时，增加锚杆注浆保护层的厚度和密实度、设置居中定位器来提高锚杆的耐久性，采用分段高压注浆来提高锚索的耐久性，采用中低热水泥、Ⅰ级粉煤灰、多级配整形骨料、控制入模温度、优化配合比、进行保湿保温养护等措施提高二衬混凝土的耐久性，形成长寿命支护结构体系。

高端消费阶层不同于普通消费者的消费心理是促进这一经济市场发展的内部因素之一，针对特殊的消费人群，可以设定独特的、符合其审美理念的产品和服务。在高端定制下，民族体育旅游可以成为一种艺术熏陶，从而使高端定制式的民族体育旅游不仅是一种消费形式，更是一种艺术感染力。在高端定制式民族体育旅游过程，游客不仅收获身体上的健康，心理上的满足，还从中找到文化认同感，是民族体育未来发展的方向。当然，消费者的个性需求也是促进高端定制式民族体育旅游模式的发展内因之一。游客希望可以自由选择旅游产品的服务标准、线路和出行时间，这也是高端定制的基本要求。

参考文献：

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