一种用于严寒地区高速铁路隧道的保温防冻结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于严寒地区高速铁路隧道的保温防冻结构，包括：初期支护，由混凝土喷射于所述开挖隧道围岩表面凝固而成。波纹钢管，为多根，各根波纹钢管均凹折为半圆形，且与初期支护的横断面的形状相一致；多根波纹钢管均紧贴于初期支护内壁，且沿隧道纵向并列排布；各根波纹钢管的两端均各位于隧道的左右两侧的底部。轻质混凝土层，由轻质混凝土喷射于各波纹钢管的内壁凝固而成；防水层，铺设覆盖于轻质混凝土层内壁面；二次衬砌，施作于防水层内壁，且与防水层紧密贴合；保温板，布设且覆盖于二次衬砌的内壁面。该保温防冻结构一种能够减少和缓解围岩及二衬冻胀变形，具有保温作用；且能防止保温板及隧道结构发生脱落而影响行车安全。响行车安全。响行车安全。

【技术实现步骤摘要】
一种用于严寒地区高速铁路隧道的保温防冻结构


[0001]本技术属于寒区隧道工程保温抗冻害
，尤其涉及一种用于严寒地区高速铁路隧道的保温防冻结构。

技术介绍

[0002]高海拔严寒地区高速铁路隧道由于冬季冷空气的侵入，可能会导致隧道结构及周边围岩产生冻害，诸如隧道衬砌发生冻胀剥落及裂缝、隧道拱部及侧墙发生局部或整体塌陷；冻融循环下结构漏水，甚至产生涌水现象等。为了寒区隧道有效防冻，需要对隧道结构做保温防冻处理，据实际工程经验，单纯的防排水技术已不能满足衬砌的抗冻胀要求，鉴于此，隧道冻害处理需采用防排水和防冻隔温层相结合的技术方法，确保衬砌背后地下水不冻结、排水系统正常运行，有效避免衬砌冻胀现象的发生。
[0003]传统的保温措施采用保温板居多，常用的防冻保温板敷设方式包括两种，一种是表面铺设保温板，即在隧道二次衬砌表面铺装预制保温板；另一种是中间铺设保温板，即在防水层和隧道二次衬砌之间采用预制保温板现场铺装。这两种保温方式从理论上能起到保温的效果，进而解决寒区隧道的冻胀灾害问题，但是两种敷设方式均有一定缺陷。高速铁路隧道列车风强烈，在隧道运营期间，布设在二次衬砌表面的保温板会在列车风的作用下松动，甚至脱落，进而影响列车正常行驶；而当保温板铺设在二次衬砌和防水层或是二次衬砌和初次衬砌之间时，围岩中的水分会聚集于保温板附近，渗入至保温板内，不仅影响保温板的保温效果，同时聚集的水分在冬季发生冻结，还会造成衬砌结构冻胀开裂。
[0004]因此，需要一种严寒地区高速铁路隧道保温防冻结构解决上述问题，既能有效防止保温板发生脱落而影响行车安全，又能保证保温抗冻胀效果。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种用于严寒地区高速铁路隧道的保温防冻结构，能够减少和缓解围岩及二衬冻胀变形，具有保温作用；且能防止保温板发生脱落而影响行车安全。
[0006]本技术采用以下技术方案：一种用于严寒地区高速铁路隧道的保温防冻结构，包括：初期支护，由混凝土喷射于所述开挖隧道围岩表面凝固而成。
[0007]波纹钢管，为多根，各根波纹钢管均凹折为半圆形，且与初期支护的横断面的形状相一致；多根波纹钢管均紧贴于初期支护内壁，且沿隧道纵向并列排布；各根波纹钢管的两端均各位于隧道的左右两侧的底部。
[0008]轻质混凝土层，由轻质混凝土喷射于各波纹钢管的内壁凝固而成；
[0009]防水层，为一复合土工布，铺设覆盖于轻质混凝土层内壁面；
[0010]二次衬砌，施作于防水层内壁，且与防水层紧密贴合；
[0011]保温板，布设且覆盖于二次衬砌的内壁面。
[0012]进一步地，在保温板的内壁面覆盖有铝板，铝板与保温板的横断面的形状相一致，
且通过连接装置固定贴合。
[0013]进一步地，还包括排水装置，排水装置包括铝合金集水槽、竖向排水管、纵向排水管、横向排水管及中心排水沟；
[0014]铝合金集水槽为两个，各纵向设置于隧道的左右两侧的底部，位于同侧的波纹钢管的开口的下方，且位于仰拱下方；
[0015]纵向排水管，为两个，分别位于一侧的铝合金集水槽的下方；
[0016]中心排水沟，位于仰拱下方，纵向开挖于隧道拱底，且沿隧道中心线；
[0017]竖向排水管，为多个，竖向连接于同侧的铝合金集水槽和纵向排水管间，多个竖向排水管在纵向上间隔排布；
[0018]横向排水管，为多个，在同一侧中，各横向排水管的一端均连接于同侧的纵向排水管的侧壁上，且与纵向排水管相连通；各横向排水管的另一端伸至中心排水沟内。
[0019]进一步地，该轻质混凝土采用纤维高强度轻质混凝土，由以下重量份的原料制成：硅酸盐水泥100份；高铝水泥10份；聚丙烯纤维0.0576份；发泡剂0.17份；水30份。
[0020]进一步地，该聚丙烯纤维长度为3mm，直径为25～100μm，密度为0.6～0.9g/cm3；发泡剂为可发性聚苯乙烯粉，其直径为0.75～1.1mm，密度为30kg/m3。
[0021]进一步地，在轻质混凝土中添加有增稠剂，增稠剂的重量为轻质混凝土中水泥重量的16.5％；增稠剂由以下重量份的原料组成：硅粉：10份；聚合物乳液：5份；减水剂0.0926份；可发性聚苯乙烯粉：2.67份。
[0022]进一步地，该连接装置为多个螺钉，均垂直贯通于保温板和铝板。
[0023]本技术还公开了上述的一种严寒地区高速铁路保温防冻结构的施工方法，包括以下步骤：
[0024]步骤一、在已开挖隧道内施作初期支护；
[0025]步骤二、贴于初期支护施做半圆型波纹钢管，沿隧道纵向、且紧贴于初期支护的内壁并列排布；
[0026]步骤三、朝向各波纹钢管喷射10cm厚的轻质混凝土，形成轻质混凝土层；
[0027]步骤四、贴于轻质混凝土层铺设复合土工布防水层；
[0028]步骤五、在防水层内壁面施作二次衬砌；
[0029]步骤六、在基底浇筑混凝土基座，基座为两个，且均沿隧道纵向方向排布；
[0030]步骤七、在二次衬砌内壁铺设保温板；
[0031]步骤八、在保温板内表面铺设铝板，在铝板上垂直贯穿螺钉，并贯穿保温板，固定于二次衬砌。
[0032]本技术的有益效果是：1.波纹钢管间通过轻质混凝土进行填充，且二次衬砌内侧紧贴保温板，具有良好的防排水、防冻保温效果。
[0033]2.采用的轻质混凝土属于柔性结构，具有较高抗压强度和弹性模量，能有效减少和缓解围岩及二衬冻胀变形，由于轻质混凝土内部存在大量空隙，可形成不流通空气隔热体，具有保温作用；
[0034]3.通过铝板将保温板紧贴于二次衬砌表面，能有效避免保温板的松动及脱落。
【附图说明】
[0035]图1是本技术提供的严寒地区高速铁路隧道保温防冻结构的横断面图；
[0036]图2是本技术提供的严寒地区高速铁路隧道保温防冻结构的整体模型图；
[0037]图3是图2中A放大示意图；
[0038]图4是图3中B放大示意图；
[0039]图5是本技术铝板、保温板及二衬螺纹螺丝连接示意图；
[0040]图6是本技术铝合金集水槽示意图；
[0041]图7是无保温防冻结构隧道温度结果；
[0042]图8是本技术施以应用后的隧道温度结果；
[0043]图9是无保温防冻结构隧道水分冻结结果；
[0044]图10是本技术施以应用后的隧道水分冻结结果；
[0045]其中：1.初期支护；2.波纹钢管；3.轻质混凝土；4.防水层；5.二次衬砌；6.保温板；7.铝板；8.铝合金集水槽；9.竖向排水管；10.纵向排水管；11.横向排水管；12.中心排水沟；13.基座；14.螺钉；15.三通管。
【具体实施方式】
[0046]下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。
[0047]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于严寒地区高速铁路隧道的保温防冻结构，其特征在于，包括：初期支护(1)，由混凝土喷射于开挖隧道围岩表面凝固而成；波纹钢管(2)，为多根，各根所述波纹钢管(2)均凹折为半圆形，且与所述初期支护(1)的横断面的形状相一致；多根所述波纹钢管(2)均紧贴于所述初期支护(1)内壁，且沿隧道纵向并列排布；各根所述波纹钢管(2)的两端均各位于所述隧道的左右两侧的底部；轻质混凝土层(3)，由轻质混凝土喷射于各所述波纹钢管(2)的内壁凝固而成；防水层(4)，为一复合土工布，铺设覆盖于所述轻质混凝土层(3)内壁面；二次衬砌(5)，施作于所述防水层(4)内壁，且与所述防水层(4)紧密贴合；保温板(6)，布设且覆盖于所述二次衬砌(5)的内壁面。2.根据权利要求1所述的一种用于严寒地区高速铁路隧道的保温防冻结构，其特征在于，在所述保温板(6)的内壁面覆盖有铝板(7)，所述铝板(7)与所述保温板(6)的横断面的形状相一致，且通过连接装置固定贴合。3.根据权利要求1或2所述的一种用于严寒地区高速铁路隧道的保温防冻结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马勤国，赵希望，牛富俊，蒋望涛，潘卫东，唐标，刘石磊，王栋，马国栋，吴元金，周川川，李治国，赵军喜，朱行迁，高华勇，蔡征宇，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，
类型：新型
国别省市：