【摘 要】
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隧道工程在陆路交通中起“承上启下”之作用,学界亦有“十隧九漏”之说,尤其在白云岩、灰岩等可溶岩区修建的隧道,排水管（沟）结晶堵塞导致的病害层出不穷,排水管（沟）堵塞是隧道渗漏水的诱因之一,故探明白云岩隧道排水系统结晶致塞因素、机理等问题颇具理论与现实意义。针对白云岩隧道排水系统混合溶液结晶机理、结晶体性质等问题,基于课题组前期研究基础,结合水质检验、能谱分析（EDS）、电镜扫描试验（SEM）、X射
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“白云岩隧道排水系统结晶致塞机理及破除（51968010）”的子课题之一；
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隧道工程在陆路交通中起“承上启下”之作用,学界亦有“十隧九漏”之说,尤其在白云岩、灰岩等可溶岩区修建的隧道,排水管（沟）结晶堵塞导致的病害层出不穷,排水管（沟）堵塞是隧道渗漏水的诱因之一,故探明白云岩隧道排水系统结晶致塞因素、机理等问题颇具理论与现实意义。针对白云岩隧道排水系统混合溶液结晶机理、结晶体性质等问题,基于课题组前期研究基础,结合水质检验、能谱分析（EDS）、电镜扫描试验（SEM）、X射线衍射分析（XRD）、室内模型试验等分析结晶规律,初步探讨隧道排水管结晶堵塞分级,最后提出结晶体破除对策。主要内容及结论如下:（1）经水质检验,发现白云岩隧道排水管道水样属于多离子混合溶液,阳离子主要含有Ca2+、Mg2+、Al3+、K+、Na+等,阴离子主要包括CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-等。（2）经物相分析,发现结晶体中主要含有Cl、K、Ca、Mg、Al、Na等元素;结晶沉淀Ca CO3呈白色,有针状、块状等;Mg（OH）2呈现亮白色,有丝状、粒状等;Al（OH）3呈乳白色,且结构呈堆积形状。（3）经排水管道结晶堵塞机理研究,发现结晶机理可分为生物结晶、物理结晶、化学结晶、人为结晶等机理;分析Ca2+、Mg2+、Al3+等离子结晶过程,提出Ca2+-Mg2+-Al3+混合溶液结晶致塞机理。（4）经室内模型试验模拟排水管道结晶堵塞规律,发现Cl--K+-Na+离子耦合浓度会对结晶产生影响,管道结晶还与CO32--SO42--Ca2+-Mg2+-Al3+离子耦合浓度呈正相关,晶体生长规律表现先快后慢;每延米横管结晶量较多、结晶堵塞程度较高,而纵管结晶程度介于横管与环管之间。（5）初步构建排水管结晶堵塞分级模型、分级理论,计算了分级系数l、堵塞高度H、围岩压力σ等指标,基于定量化指标,提出了将结晶堵塞程度分为完全堵塞、重度堵塞、中度堵塞及轻度堵塞四个等级的隧道排水管结晶堵塞分级思路。（6）基于超声波手段进行结晶体破除试验发现,当频率在35k Hz～50k Hz之间时,除晶效果随频率增加较显著,但频率为50k Hz～60k Hz时,除晶率随频率增加不明显,故建议50k Hz可作为超声波除晶频率。
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