一種隧道離壁式保溫結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于隧道施工領(lǐng)域，具體涉及一種隧道離壁式保溫結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]寒冷地段的隧道常因冰凍而發(fā)生各種病害，是目前建成的隧道中問題較多的一類隧道。在寒段，隧道的滲水與冰凍互為因果，長(zhǎng)期以往導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)非常嚴(yán)重的凍害現(xiàn)象，隧道的使用功能由于襯砌開裂、剝落以及凍融等病害而大為降低，更有甚者，會(huì)發(fā)生隧道主體結(jié)構(gòu)整體報(bào)廢以及在其營運(yùn)期間發(fā)生重大交通安全事故等現(xiàn)象。
[0003]國內(nèi)在修建寒段隧道時(shí)，為了防止凍融破壞，保護(hù)圍巖原始熱，大多采用隔熱保護(hù)層的方法；歐洲國家如挪威在防治隧道凍害方面主要是采用隔離板墻、防水防凍棚以及加熱電纜等方法；在日本主要是用保溫材料覆蓋在隧道襯砌表面等一系列熱絕緣方法；還有些國家，比如前蘇聯(lián)曾經(jīng)采用電力加熱器以及新型高效的保溫材料對(duì)隧道排水溝進(jìn)行保溫防寒。雖然上述方法對(duì)防治隧道凍害起到了一定作用，但是都或多或少存在著管理復(fù)雜、能耗大和運(yùn)營成本高等缺點(diǎn)，并且國內(nèi)寒段隧道凍害現(xiàn)象仍然屢見不鮮，問題沒有得到實(shí)質(zhì)性解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，本實(shí)用新型的隧道離壁式保溫結(jié)構(gòu)，旨在有效地避免寒段公路隧道襯砌受凍融凍脹的破害，解決了以往的保溫結(jié)構(gòu)的不易維修和管理的問題。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取如下技術(shù)方案解決:
[0006]一種隧道離壁式保溫結(jié)構(gòu)，該保溫結(jié)構(gòu)固定安裝在隧道襯砌的內(nèi)層，所述的保溫結(jié)構(gòu)沿隧道襯砌的圓弧方向?qū)ΨQ設(shè)置，保溫結(jié)構(gòu)由隧道襯砌的對(duì)稱中線開始依次為保溫支撐段、保溫支護(hù)段和受力段，受力段與襯套基腳固定連接。
[0007]進(jìn)一步的，所述的保溫支撐段通過放射狀貫穿隧道襯砌的錨桿固定在隧道襯砌的內(nèi)層。
[0008]具體的，以與水平線平行的隧道襯砌直徑線為基礎(chǔ)，所述的保溫支撐段的弧度為45?60°，保溫支護(hù)段的弧度為30?45°，保溫支撐段與保溫支護(hù)段的總弧度為90° ;
[0009]以襯套基腳對(duì)應(yīng)的水平線為基礎(chǔ)，受力段的弧度為12?22° ;
[0010]保溫支撐段的厚度為62?77cm，保溫支撐段、保溫支護(hù)段和受力段的厚度相同。
[0011]具體的，所述的保溫支撐段包括由內(nèi)到外同圓心依次設(shè)置的防火層、第一支撐保溫層、支架層、支撐空氣層和第二支撐保溫層。
[0012]更具體的，所述的防火層為混凝土層，防火層的厚度為6?7cm，第一支撐保溫層為聚乙烯泡沫層，第一支撐保溫層的厚度為4?8cm，支架層為鋼制框架層，支架層的厚度為2?3cm，支撐空氣層的厚度為14?18cm，第二支撐保溫層包括聚氨酯泡沫層和酚醛泡沫層，第二支撐保溫層的厚度為6?8cm。
[0013]具體的，所述的保溫支護(hù)段包括由內(nèi)到外同圓心依次設(shè)置的支護(hù)層、第一支護(hù)保溫層、支護(hù)空氣層和第二支護(hù)保溫層。
[0014]更具體的，所述的支護(hù)層為預(yù)制混凝土管片層，支護(hù)層的厚度為8?12cm，第一支護(hù)保溫層為聚乙烯泡沫層，第一支護(hù)保溫層的厚度為4?8cm，支護(hù)空氣層的厚度為12?16cm，第二支護(hù)保溫層包括聚氨酯泡沫層和酚醛泡沫層，第二支護(hù)保溫層的厚度為6?8cm0
[0015]具體的，所述的受力段包括由內(nèi)到外同圓心依次設(shè)置的受力支護(hù)層、第一受力保溫層、受力層和第二受力保溫層。
[0016]更具體的，所述的受力支護(hù)層為預(yù)制混凝土管片層，受力支護(hù)層的厚度為8?12cm，第一受力保溫層為聚乙烯泡沫層，第一受力保溫層的厚度為4?8cm，受力層為混凝土層，受力層的厚度為12?16cm，第二受力保溫層包括聚氨酯泡沫層和酚醛泡沫層，第二受力保溫層的厚度為6?8cm。
[0017]或者，在所述的保溫結(jié)構(gòu)與隧道襯砌之間還設(shè)有加熱電纜層。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0019](I)本實(shí)用新型提供的隧道離壁式保溫結(jié)構(gòu)沿隧道襯砌的圓弧對(duì)稱的設(shè)置，由上到下依次為保溫支撐段、保溫支護(hù)段和受力段，不僅通過空氣層、隔熱保溫層實(shí)現(xiàn)保溫隔熱效果，同時(shí)解決了對(duì)保溫層能容易進(jìn)行修補(bǔ)和管理的問題；
[0020](2)本實(shí)用新型提供的隧道離壁式保溫結(jié)構(gòu)通過錨桿固定，使其與襯砌之間形成空氣層，而空氣熱導(dǎo)率很低，是良好的保溫隔熱介質(zhì)，加上設(shè)置的保溫隔熱層使傳熱過程的總熱阻增加來削弱傳熱，使襯砌一側(cè)巖體溫度能維持到正溫以上；
[0021](3)若不能達(dá)到要求，則可通過加熱電纜進(jìn)行主動(dòng)保溫，以保證襯砌表面溫度穩(wěn)定的維持在o°c以上。該結(jié)構(gòu)相比于傳統(tǒng)離壁式保溫結(jié)構(gòu)安裝過程簡(jiǎn)單、耗時(shí)少、撤換維修方便、造價(jià)低，最重要的是，將優(yōu)化改進(jìn)之后的結(jié)構(gòu)與電伴熱設(shè)施進(jìn)行了結(jié)合，達(dá)到了對(duì)襯砌雙重防護(hù)的目的，增顯了設(shè)施的智能化，這個(gè)優(yōu)勢(shì)在年最低氣溫變化幅度大的地段更加明顯O
【附圖說明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型的保溫結(jié)構(gòu)與襯砌和加熱電纜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本實(shí)用新型的保溫結(jié)構(gòu)與襯砌的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是圖2的A-A面剖視圖；
[0025]圖4是圖2的B-B面剖視圖；
[0026]圖5是圖2的C-C面剖視圖；
[0027]圖中各標(biāo)號(hào)表示為:1-隧道襯砌、2-加熱電纜層、3-保溫結(jié)構(gòu)、301-保溫支撐段、3010-防火層、3011-第一支撐保溫層、3012-支架層、3013-支撐空氣層、3014-第二支撐保溫層、302-保溫支護(hù)段、3020-支護(hù)層、3021-第一支護(hù)保溫層、3022-支護(hù)空氣層、3023-第二支護(hù)保溫層、303-受力段、3030-受力支護(hù)層、3031-第一受力保溫層、3032-受力層、3033-第二受力保溫層、4-錨桿、5-襯套基腳；
[0028]以下結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本實(shí)用新型的隧道離壁式保溫結(jié)構(gòu)，該保溫結(jié)構(gòu)固定安裝在隧道襯砌的內(nèi)層，保溫結(jié)構(gòu)沿隧道的圓弧方向?qū)ΨQ設(shè)置，保溫結(jié)構(gòu)由隧道襯砌的對(duì)稱中線開始依次為保溫支撐段、保溫支護(hù)段和受力段，受力段與襯套基腳固定連接，保溫支撐段在保溫同時(shí)支撐，保溫支護(hù)段輔助支撐段進(jìn)行保溫和支護(hù)，受力段滿足結(jié)構(gòu)受力要求且能保溫，本實(shí)用新型的保溫結(jié)構(gòu)這樣設(shè)置的目的是在保證能進(jìn)行隧道保溫的同時(shí)還能便于安裝和后期的維修，且受力段滿足了結(jié)構(gòu)受力的要求。
[0030]保溫支撐段通過放射狀貫穿隧道襯砌的錨桿固定在隧道襯砌的內(nèi)層，作用為將本實(shí)用新型的支架層進(jìn)行固定，配合其他層的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)保溫。
[0031]保溫支撐段包括由內(nèi)到外依次設(shè)置的防火層、第一支撐保溫層、支架層、支撐空氣層和第二支撐保溫層，防火層用來防火；第一支撐保溫層阻止兩側(cè)空氣形成熱傳導(dǎo)，降低襯砌溫度；支架層即襯套安裝框架，就是用來固定保溫層的；支撐空氣層由于空氣熱導(dǎo)率很低，是良好的保溫隔熱介質(zhì)，可以隔熱；第二支撐保溫層使電伴熱產(chǎn)生的熱量集中在襯砌表面，阻止熱量傳遞到外側(cè)，采用兩層的原因是保溫效果較好，經(jīng)過材料比選試驗(yàn)確定。
[0032]保溫支護(hù)段包括由內(nèi)到外依次設(shè)置的支護(hù)層、第一支護(hù)保溫層、支護(hù)空氣層和第二支護(hù)保溫層，支護(hù)層滿足結(jié)構(gòu)受力要求且能防火；第一支護(hù)保溫層阻止兩側(cè)空氣形成熱傳導(dǎo)，降低襯砌溫度；支護(hù)空氣層空氣熱導(dǎo)率很低，是良好的保溫隔熱介質(zhì)，可以隔熱；第二支護(hù)保溫層使電伴熱產(chǎn)生的熱量集中在襯砌表面，阻止熱量傳遞到外側(cè)。
[0033]受力段包括由內(nèi)到外依次設(shè)置的受力支護(hù)層、第一受力保溫層、受力層和第二受力保溫層，受力支護(hù)層滿足結(jié)構(gòu)受力要求且能防火；第一受力保溫層能阻止兩側(cè)空氣形成熱傳導(dǎo)，降低襯砌溫度；受力層為混凝土回填，設(shè)置原因是由于在跨徑較大隧道或者底部巖質(zhì)較軟的隧道內(nèi)部，需要滿足結(jié)構(gòu)受力的要求；第二受力保溫層使電伴熱產(chǎn)生的熱量集中在襯砌表面，阻止熱量傳遞到外側(cè)。
[0034]在保溫結(jié)構(gòu)與隧道襯砌之間還設(shè)有加熱電纜層，當(dāng)天氣的溫度過低，僅靠保溫結(jié)構(gòu)不能達(dá)到要求時(shí)，則可通過加熱電纜進(jìn)行主動(dòng)保溫，以保證襯砌表面溫度穩(wěn)定的維持在0°C以上。
[0035]實(shí)施例一: