据不完全统计，国内外近百年来已建的跨海和海峡交通隧道已逾百座，相比陆地隧道而言，由于海洋环境复杂，衬砌混凝土在氯离子侵蚀或碳化作用下，结构内部钢筋易产生锈蚀，出现劣化，从而严重影响隧道运行寿命。因此海底隧道二次衬砌混凝土需采用高抗海水侵蚀的高性能衬砌混凝土，进而从根本上提高混凝土构筑物的耐久性，保证隧道的长期安全运行。

　　高性能混凝土（high performance concrete）于1990年在美国首次提出，虽然至今没有统一的定义，但其高耐久性和高工作性的特点是鲜明的，国内外权威学者和专家都预测21世纪是高性能混凝土的时代。然而近年来随着高性能混凝土的工程应用和深入研究，发现高性能混凝土有时会呈现出比普通混凝土性能差的方面，特别是高性能混凝土结构在高温（火灾）下，由于受内外温度梯度、内外约束力、水泥浆体同骨料热工性能的不相符等原因影响，造成高性能混凝土材料比普通混凝土结构更容易出现爆裂，最终导致高性能混凝土爆裂性破坏和性能衰减，引起灾难性后果。

　　隧道属于特殊狭长封闭结构，通风条件差，使得火灾成为隧道最严重的灾害之一，一旦发生火灾，大火除了对隧道内的人员造成巨大伤害外，还会由于高温导致混凝土裂爆和力学性能的劣化，对衬砌结构产生不同程度的损坏，大大降低结构的承载力和安全性。隧道火灾所造成的损失是巨大的，尤其对隧道结构影响而言，可能会造成结构的坍塌或破坏，而且火灾后的损伤评估、修复加固以及正常使用功能的恢复都会耗费相当数量的人力、物力和财力，有时甚至存在由于结构被破坏而导致隧道无法修复的可能。因此深入研究海底隧道衬砌结构高性能混凝土耐火性能，在此基础上提出改进海底隧道衬砌结构高性能混凝土耐火性能的措施，对减轻火灾对隧道结构的破坏、提高海底隧道使用寿命具有重要的意义。

　　项目参照厦门翔安海底隧道工程，对海底隧道衬砌用高性能混凝土试件进行高温燃烧，采用自然冷却与水喷淋两种冷却方式，在分析高温后混凝土的物理力学性能、变形特性与温度关系基础上，采用火灾场景设计与室内数值模拟方法，探讨海底隧道温度分布规律、衬砌结构高温后的承载力和变形性能等，最后研究了海底隧道衬砌结构高性能混凝土的破坏机理和骨料组成、聚丙烯纤维的掺加对混凝土耐火性能的影响。

　　主要取得了以下研究成果：

　　1、通过室内试验揭示了海底隧道衬砌结构混凝土试件在高温灼烧和不同的冷却方式下，混凝土的强度、变形、抗渗等性能变化规律。

　　2、采用有限元模拟方法，进行了海底隧道衬砌结构火灾温度场分布及衬砌结构高温后的应力应变研究，分析了衬砌结构在火灾场景下的温度与力学特性。

　　3、基于高性能混凝土高温后的爆裂机理，研究了骨料组成和聚丙烯纤维掺加对混凝土耐火性能的影响。

　　研究成果对海底隧道衬砌结构的材料选择、衬砌结构设计、灾后修复具有指导意义，具有良好的社会、经济效益。对今后拟建的水下隧道、地铁隧道、地下商场等地下工程衬砌用混凝土的使用具有较好的参考价值，同时，研究成果对上部建筑混凝土耐火性能的提高也有一定借鉴意义。

　　目前，项目研究成果已成功应用于厦门翔安海底隧道和厦门第二西通道工程（海沧海底隧道）。研究成果对翔安海底隧道衬砌结构养护维修特别是一旦发生火灾后的结构损伤修复具有重要指导意义，对正在建设的厦门第二西通道（海沧海底隧道）衬砌结构耐火设计及材料选择具有重要借鉴意义，在海底隧道养护和设计工程实践中都具有不同程度的参考及应用。