基于相变调温板的隧道防冻保温结构及施工和运行方法技术

本发明专利技术公开了一种基于相变调温板的隧道防冻保温结构及施工方法，包括隧道壁上由外到内外依次布设的隧道初衬、防水板、隧道二衬和防火板，所述隧道二衬的混凝土中含有多孔轻骨料，在隧道二衬和防水板之间夹设有加热装置；所述防火板内含有相变胶囊。本发明专利技术将多孔轻骨料、相变材料和主动供热技术相结合，解决了隧道围岩地下水上融下冻的问题，彻底根除了隧道冻害；利用相变材料的储能调温的作用及多孔轻骨料的保温性能，节省了购置与运行费用；且多孔轻骨料、相变材料直接掺入混凝土中，无需增加隧道开挖半径，节省了建造成本。

【技术实现步骤摘要】
基于相变调温板的隧道防冻保温结构及施工方法
本专利技术涉及一种寒区隧道的保温结构，具体涉及一种基于相变调温板的隧道防冻保温结构及施工方法。
技术介绍
现有技术中，为预防寒区隧道冻害，会在隧道二衬内表面铺设一定厚度保温层，保温层厚度与洞内气温和隧道围岩地温有关，通常取4?8cm。然而在工程应用中发现，现有的保温层存在着如下的缺点与不足:①保温材料造价高，大大增加了隧道的建造成本，以5cm厚的聚氨酯保温材料为例，每平米造价约为300元，纵向每延米约为6000元；②服役性能逐年下降，在洞内潮湿环境、隧道渗漏水和洞内气温反复变化作用下，保温材料的隔热性逐年变差，直至失效，需要逐年检修，更换频繁；③隧道洞内气温和围岩地温在时间和空间上存在差异，聚氨酯保温层作为固体保温材料，无法满足同一断面不同高度处的隧道衬砌背后围岩冻结和融化同步性。在春融期，隧道顶部围岩先融化，而拱脚处围岩后融化，导致隧道衬砌背后的地下水无法排入到纵向排水沟内，容易造成隧道衬砌表面渗漏、挂冰及路面结冰等病害;在冻结期，隧道底部围岩先冻结、顶部围岩后冻结，隧道上方的地下水无法排入纵向排水沟内，同样造成隧道衬砌表面渗漏、挂冰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于相变调温板的隧道防冻保温结构，包括隧道壁上由外到内外依次布设的隧道初衬、防水板、隧道二衬和防火板，其特征在于:所述隧道二衬的混凝土中含有多孔轻骨料，在隧道二衬和防水板之间夹设有加热装置;所述防火板内含有相变胶囊。2.根据权利要求1所述的基于相变调温板的隧道防冻保温结构，其特征在于:所述隧道二衬的混凝土在环向上由多个区域组成，相邻区域的二衬混凝土的热物性均不相同；位于顶部区域的二衬混凝土多孔轻骨料含量最高，从顶部区域至拱脚区域轻骨料的含量依次降低。3.根据权利要求2所述的基于相变调温板的隧道防冻保温结构，其特征在于:拱顶区域的防火板中相变胶囊相变温度不高于_3°C，拱腰区域、边墙区域和拱脚区域的防火板中的相变胶囊的相变温度不低于5°C。4.根据权利要求3所述的基于相变调温板的隧道防冻保温结构，其特征在于:每个域的隧道二衬混凝土内预埋塑料管，在隧道轴线方向预埋的塑料管呈水平单U型布置，塑料管内铺设有供热装置。5.根据权利要求4所述的基于相变调温板的隧道防冻保温结构，其特征在于:每个区域的隧道二衬与防水板之间安装温度传感器，用于检测地下水的温度，智能控制供热装置的开启时机和运行时间。6.一种基于相变调温板的隧道防冻保温结构的施工方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国柱，高源，刘松玉，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：