一种引水隧洞的保温抗冻胀结构制造技术

本申请公开了一种引水隧洞的保温抗冻胀结构，包括由外到内依次铺设的喷射形成的内混凝土层、钢筋网层、喷射形成的外混凝土层、聚苯乙烯薄膜板层构成的保温抗冻胀复合层。这种复合保温抗冻胀结构具有适应冻融变形、保温、胀而不裂、减轻冻胀的特性，能适应寒冷地区温差较大的特点。研发出的适用于寒冷地区引水隧洞的保温抗冻胀结构，对于解决寒冷地区地下洞室、引水隧洞工程的技术难题，促进我国寒区地下洞室岩体灾害的综合防治技术，具有重要的工程意义和社会效益。

Thermal insulation and frost proof expansion structure of water diversion tunnel

The invention discloses a heat insulation structure of frost heaving of diversion tunnel, including the order from the outside in the laying of the jet is formed within the reinforced concrete layer, network layer, spray formed by the concrete layer, layer insulation board polystyrene film frost heaving composite layer. The composite heat preservation and frost proof expansion structure has the characteristics of adapting to freeze thaw deformation, heat preservation, expansion without cracking and reducing frost heave, and can adapt to the characteristics of large temperature difference in cold areas. Is developed in cold area tunnel insulation frost heaving structure, to solve the technical problems of underground caverns, the cold area of water diversion tunnel project, promote the comprehensive prevention and control technology of underground cavern in China cold rock disaster, has important practical significance and social benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种引水隧洞的保温抗冻胀结构
本申请属于建筑
，具体地说，涉及一种引水隧洞的保温抗冻胀结构。
技术介绍
在高寒地区，大规模开发地下空间和利用深部能源必然要建设大量的地下工程。季节高寒区地下工程所遇问题大多为含水、冻胀、软弱、破碎、强度低、稳定性差的岩土地层。随着西部大开发战略的实施，今后十年之内预计将有相当多的大型水力发电工程和抽水蓄能电站进入兴建期，其中绝大多数都设计有大型或超大型地下洞室群作为主要的建筑物。据不完全统计，截至2010年底，我国已建成跨度在20m以上的水电站地下厂房15座，在建的有20座以上，还有一些大型地下洞室正在规划和设计当中。日本道路公团和日本铁道综合技术研究所最近的统计表明，日本全国3800座铁路隧道中有1100座因冻害原因，在冬季运营期间危及到行车安全。公路隧道中，仅北海道地区的302座大型公路隧道中发生严重冻害的就达104座，为消除侧墙壁冰和拱部冰柱，在较多隧道设置了电加热装置，投入的整治费用十分惊人。又如我国新疆天山2#隧道，由于隧道渗漏极为严重，漏水又在冬季结冰，无法保证正常通车，目前几乎报废；甘肃七道梁隧道，由于冬季排水沟冻结而使隧道排水不畅，造成衬砌背后产生冻胀现象，诱发衬砌混凝土开裂，隧道渗漏、路面结冰，影响行车安全。产生这些问题的根源在于对寒区岩土工程的特殊工程地质环境和灾害机理认识不够。我国新疆地区的地下输油管线的冻裂曾造成巨大的经济损失。隧洞冻融的反复出现，造成建筑物冻胀破坏，致使墙身开裂，抹灰成片脱落，使墙身完全失去承载力和保温性能；冻融循环还会造成建筑构造内部的严重风化，从而失去耐久性。寒区众多的地下洞室、矿山、道路边坡的失稳、隧洞也主要是由于冻融条件下岩体的冻融、缩胀、损伤开裂引起的，冻融变化的交替作用还会引发泥石流、滑塌以至滑坡等一系列灾害。综上所述，在地下洞室的建设中将面临着巷道中因通风而导致气温变化致使冻融交替出现，进而影响围岩稳定性问题。而目前国内外对寒区地下洞室岩体工程冻融灾害、岩体冻融的宏观力学-微观结构之间的关系、地下岩体稳定性等问题的研究成果较少而且比较零散。随着西部大开发战略的深入开展，对寒区地下洞室建设的相关问题亟待解决。因此，以寒区地下洞室岩体为研究对象，开展寒区地下洞室岩石物理力学特性和冻融微观损伤机理的研究，研发出适用于寒冷地区引水隧洞的保温抗冻胀结构，对于解决寒冷地区地下洞室、引水隧洞工程的技术难题，促进我国寒区地下洞室岩体灾害的综合防治技术，具有重要的工程意义和社会效益。
技术实现思路
有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种用于寒冷地区引水隧洞的保温抗冻胀结构。一种引水隧洞的保温抗冻胀结构，包括由外到内依次铺设的喷射形成的内混凝土层、钢筋网层、喷射形成的外混凝土层、聚苯乙烯薄膜板层，所述内混凝土层、钢筋网层、喷射形成的外混凝土层、聚苯乙烯薄膜板层构成保温抗冻胀结构的保温抗冻胀复合层。进一步地，如上所述的引水隧洞的保温抗冻胀结构，所述复合保温抗冻胀层每30-50m之间预留有伸缩缝，缝宽为3-5cm，在伸缩缝中充填有柔性的可压缩性材料。进一步地，如上所述的引水隧洞的保温抗冻胀结构，所述柔性的可压缩性材料为聚氨酯密封膏或者柔性树脂。进一步地，如上所述的引水隧洞的保温抗冻胀结构，所述内混凝土层的厚度为10-12cm。进一步地，如上所述的引水隧洞的保温抗冻胀结构，所述钢筋网层的钢筋采用φ8钢筋，网格尺寸为10×10cm，或者20×20cm。进一步地，如上所述的引水隧洞的保温抗冻胀结构，所述外混凝土层的厚度为3-5cm。进一步地，如上所述的引水隧洞的保温抗冻胀结构，所述聚苯乙烯薄膜板层的厚度为3-5cm。进一步地，如上所述的引水隧洞的保温抗冻胀结构，所述内混凝土层、外混凝土层的混凝土标号为C30，喷射混凝土的抗渗等级不低于W8。与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：这种复合保温抗冻胀结构具有适应冻融变形、保温、胀而不裂、减轻冻胀的特性，能适应寒冷地区温差较大的特点。研发出的适用于寒冷地区引水隧洞的保温抗冻胀结构，对于解决寒冷地区地下洞室、引水隧洞工程的技术难题，促进我国寒区地下洞室岩体灾害的综合防治技术，具有重要的工程意义和社会效益。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是本申请实施例的结构示意图；图2是本申请实施例的复合保温抗冻胀结构断面层结构示意图。具体实施方式以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。如图1、图2所示，本申请提供的引水隧洞的保温抗冻胀结构，在隧洞1内铺设有引水隧洞的保温抗冻胀结构，该结构包括保温抗冻胀复合层2，所述保温抗冻胀复合层2由从外到内依次铺设的喷射形成的内混凝土层21、钢筋网层22、喷射形成的外混凝土层23、聚苯乙烯薄膜板层24构成。根据研究成果和最终的分析，选用挤塑聚苯乙烯薄膜板(XPS)+混凝土喷层挂网结构作为保温抗冻胀的复合衬砌结构。这种复合保温抗冻胀结构适用于寒冷地区或者年际温差较大的圆形、城门洞形以及马蹄形引水隧洞或者隧道。将需要衬砌的洞室处理好。施工过程:1、在开挖完成的毛洞内部铺设挤塑聚苯乙烯薄膜板24(保温结构)，挤塑聚苯乙烯薄膜板24的厚度为3-5cm，根据洞室的大小调整挤塑聚苯乙烯薄膜板铺设的大小，一般1.0×1.0m或者1.0×1.5m；在圆形、城门洞形以及马蹄形引水隧洞中铺设时，需要注意选择柔性较好的挤塑聚苯乙烯薄膜板，以适应结构的变化；铺设完成的挤塑聚苯乙烯薄膜板结构。2、在铺设完挤塑聚苯乙烯薄膜板的结构上初喷厚度在3-5cm左右的C30混凝土，即外混凝土层23，在初次喷射完成后，铺设钢筋网层22，钢筋网紧贴初喷面，并固定牢固，保证喷混凝土时钢筋网不能晃动，第二次喷射混凝土(即内混凝土层21)的厚度为10-12cm，最终形成适用于寒冷地区引水隧洞的保温抗冻胀结构。3、为了避免冻胀应力引起的隧洞沿长度方向挤压应力对复合保温抗冻胀结构的破坏，在每30-50m的复合保温抗冻胀层2之间预留伸缩缝，缝宽为3-5cm，在缝中充填具有柔性的可压缩性的材料，例如：聚氨酯密封膏、柔性树脂等材料，这样可抵消由于隧洞沿长度方向的挤压应力对保温抗冻胀结构的破坏。其中，选择与工程特性相适应的保温材料和抗冻胀结构材料。抗冻胀的混凝土标号为C30，喷射混凝土的抗渗等级不低于W8；钢筋网采用φ8钢筋，网格尺寸为10×10cm，或者20×20cm，也可根据工程实际情况增大间距或者减小间距；挤塑聚苯乙烯薄膜板要符合国家标准要求。本申请提供的这种隧洞保温抗冻胀结构具有抗冻胀、防渗、保温等特点，选用挤塑聚苯乙烯薄膜板(XPS)+混凝土喷层挂网结构作为寒冷地区的保温抗冻胀的复合衬砌结构，并在一定长度的复合衬砌结构之间设伸缩缝。这种新型结构通过现场验证，具有非常良好的工程意义。上述说明示出并描述了本技术的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本技术并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述技术构想范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种引水隧洞的保温抗冻胀结构，其特征在于，包括由外到内依次铺设的喷射形成的内混凝土层(21)、钢筋网层(22)、喷射形成的外混凝土层(23)、聚苯乙烯薄膜板层(24)，所述内混凝土层(21)、钢筋网层(22)、喷射形成的外混凝土层(23)、聚苯乙烯薄膜板层(24)构成保温抗冻胀结构的保温抗冻胀复合层(2)。

【技术特征摘要】
1.一种引水隧洞的保温抗冻胀结构，其特征在于，包括由外到内依次铺设的喷射形成的内混凝土层(21)、钢筋网层(22)、喷射形成的外混凝土层(23)、聚苯乙烯薄膜板层(24)，所述内混凝土层(21)、钢筋网层(22)、喷射形成的外混凝土层(23)、聚苯乙烯薄膜板层(24)构成保温抗冻胀结构的保温抗冻胀复合层(2)。2.根据权利要求1所述的引水隧洞的保温抗冻胀结构，其特征在于，所述保温抗冻胀复合层(2)每30-50m之间预留有伸缩缝，缝宽为3-5cm，在伸缩缝中充填有柔性的可压缩性材料。3.根据权利要求2所述的引水隧洞的保温抗冻胀结构，其特征在于，所述柔性的可压缩性材料为聚氨酯密封膏或者柔性树脂。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜海波，后雄斌，貘祖国，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：新型
国别省市：新疆,65