本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種寒區(qū)隧道防凍保溫系統(tǒng)，包括鋁膜、輕骨料保溫混凝土、鋼波紋板、排水裝置、鋁膜固定裝置和加熱裝置；鋁膜整體呈弓形；鋁膜通過(guò)鋁膜固定裝置固定在二次襯砌上；鋁膜與二次襯砌之間設(shè)置有間隙；鋁膜與二次襯砌之間所形成的間隙的底部連接有帶有承接口的排水裝置；鋁膜與二次襯砌之間設(shè)置有間隙的寬度小于或等于排水裝置的承接口的寬度；鋁膜的內(nèi)側(cè)設(shè)置有鋼波紋板；鋼波紋板與鋁膜之間填充有輕骨料保溫混凝土；加熱裝置埋設(shè)在鋼波紋板與鋁膜之間的輕骨料保溫混凝土中。本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)不僅能夠有效解決現(xiàn)有寒區(qū)隧道滲漏水及凍害問(wèn)題，而且極大的增強(qiáng)了寒區(qū)隧道襯砌抗凍融破壞能力，提高了寒區(qū)隧道襯砌結(jié)構(gòu)耐久性。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)屬于隧道工程災(zāi)害防治
，涉及一種寒區(qū)隧道防凍保溫系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
近年來(lái)，隨著我國(guó)交通建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，高速公路隧道所面臨的氣象水文、地質(zhì)地貌、圍巖類(lèi)型等情況越來(lái)越復(fù)雜，滲漏水病害已成為公路隧道所面臨的最主要問(wèn)題之一。在滲漏水的長(zhǎng)期作用下，隧道襯砌結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生侵蝕破壞，造成路面積水，惡化行車(chē)環(huán)境，同時(shí)，滲漏水將影響隧道內(nèi)機(jī)電、通風(fēng)、照明等設(shè)備的安全性及使用性能。尤其在運(yùn)營(yíng)年限較久的寒區(qū)隧道，在反復(fù)凍融循環(huán)作用下，隧道防水材料長(zhǎng)期性能急劇下降，導(dǎo)致滲漏水極易透過(guò)防水層進(jìn)入襯砌中，促使混凝土襯砌風(fēng)化、剝蝕，造成結(jié)構(gòu)破壞；而對(duì)于襯砌背后的排水系統(tǒng)，則極易因結(jié)冰、凍脹、凍裂等原因而產(chǎn)生排水性能下降，導(dǎo)致襯砌背后排水不暢，滲漏水從襯砌薄弱地方滲出，進(jìn)行而引發(fā)邊墻掛冰、路面結(jié)冰、襯砌凍脹開(kāi)裂等病害，嚴(yán)重威脅到行車(chē)安全。現(xiàn)有寒區(qū)隧道病害處治方法主要有圍巖注漿、埋設(shè)導(dǎo)水管、表面噴涂保溫材料等措施。在寒區(qū)隧道中使用圍巖注漿，其漿液滲透系數(shù)、凝結(jié)時(shí)間、擴(kuò)散半徑等因素極易受低溫的影響，防水效果并不理想，且圍巖注漿作業(yè)工期較長(zhǎng)、成本較高；埋設(shè)導(dǎo)水管僅用于寒區(qū)隧道施工縫滲漏水處治方面，而對(duì)于隧道襯砌大面積滲水、慢滲情況的適用性較差，且由于導(dǎo)水管埋設(shè)深度一般較淺，極易發(fā)生結(jié)冰堵塞；表面噴涂保溫材料方法受?chē)娡亢穸取⒉牧闲阅艿确矫娴南拗疲浔匦Ч⒉焕硐耄夜こ藤M(fèi)用較高。總之，從防治效果、經(jīng)濟(jì)效益等方面綜合考慮，現(xiàn)有寒區(qū)隧道防凍保溫技術(shù)已不能適應(yīng)隧道工程建設(shè)的發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有寒區(qū)隧道防凍保溫技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種針對(duì)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、施工簡(jiǎn)便、可操作性強(qiáng)以及工程造價(jià)低的寒區(qū)隧道防凍保溫系統(tǒng)。本技術(shù)的目的是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的:一種寒區(qū)隧道防凍保溫系統(tǒng)，其特征在于:所述寒區(qū)隧道防凍保溫系統(tǒng)包括鋁膜、輕骨料保溫混凝土、鋼波紋板、排水裝置、鋁膜固定裝置以及加熱裝置；所述鋁膜整體呈弓形并與寒區(qū)隧道的二次襯砌的內(nèi)側(cè)相匹配；所述鋁膜通過(guò)鋁膜固定裝置固定在寒區(qū)隧道的二次襯砌上；所述鋁膜與寒區(qū)隧道的二次襯砌之間設(shè)置有間隙；所述鋁膜與寒區(qū)隧道的二次襯砌之間所形成的間隙的底部連接有帶有承接口的排水裝置；所述鋁膜與寒區(qū)隧道的二次襯砌之間設(shè)置有間隙的寬度小于或等于排水裝置的承接口的寬度；所述鋁膜的內(nèi)側(cè)設(shè)置有鋼波紋板；所述鋼波紋板與鋁膜之間填充有輕骨料保溫混凝土 ；所述加熱裝置埋設(shè)在鋼波紋板與鋁膜之間的輕骨料保溫混凝土中。作為優(yōu)選，本技術(shù)所采用的鋁膜固定裝置包括鋁合金龍骨架、輕質(zhì)纖維水泥砂漿以及自攻螺絲；所述鋁合金龍骨架整體呈U型；所述鋁合金龍骨架的開(kāi)口面向寒區(qū)隧道的二次襯砌，并通過(guò)自攻螺絲與寒區(qū)隧道的二次襯砌固定；所述鋁膜與鋁合金龍骨架固定；所述鋁合金龍骨架與寒區(qū)隧道的二次襯砌之間填充有輕質(zhì)纖維水泥砂漿。作為優(yōu)選，本技術(shù)所采用的輕質(zhì)纖維水泥砂漿的3d齡期時(shí)的抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于25Mpa。作為優(yōu)選，本技術(shù)所采用的加熱裝置包括PVC管以及設(shè)置在PVC管內(nèi)部的電加熱帶；所述PVC管預(yù)埋在鋼波紋板與鋁膜之間的輕骨料保溫混凝土中；所述PVC管的下端埋至排水裝置上，所述PVC管的上端從寒區(qū)隧道拱肩部位處彎出鋼波紋板。作為優(yōu)選，本技術(shù)所采用的電熱帶包括電熱絲、玻璃纖維絕緣層、硅橡膠絕緣層以及金屬母線；所述金屬母線與電熱絲相連；所述玻璃纖維絕緣層環(huán)繞設(shè)置在電熱絲外部；所述硅橡膠絕緣層設(shè)置在玻璃纖維絕緣層外部。作為優(yōu)選，本技術(shù)所采用的電熱帶的輸出功率不小于50W/m，最高維持溫度為110°C，最高承受溫度為135°C。作為優(yōu)選，本技術(shù)所采用的排水裝置包括鋁合金集水槽、豎向排水管、縱向排水管、橫向排水管以及中心排水溝；所述鋁合金集水槽是整體呈U型的承接口 ；所述鋁合金集水槽依次通過(guò)豎向排水管、縱向排水管以及橫向排水管與中心排水溝相貫通；所述鋁合金集水槽與鋁膜和寒區(qū)隧道的二次襯砌之間所形成的間隙的底部相對(duì)接；所述鋁膜與寒區(qū)隧道的二次襯砌之間設(shè)置有間隙的寬度小于或等于鋁合金集水槽的寬度。作為優(yōu)選，本技術(shù)所采用的鋁膜是整體結(jié)構(gòu)或分體結(jié)構(gòu)；所述鋁膜的厚度不大于0.3mm ;所述鋁膜是分體結(jié)構(gòu)時(shí)，所述鋁膜由多片鋁膜疊加支撐；所述每片鋁膜的幅寬是I?3m ;所述鋼波紋板是Q235-A熱軋鋼板，所述鋼波紋板的厚度不大于1.2mm，所述鋼波紋板的波峰高度為18mm。本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:本技術(shù)提供了一種寒區(qū)隧道防凍保溫系統(tǒng)，該防凍保溫系統(tǒng)利用鋁合金龍骨架和輕質(zhì)纖維水泥砂漿在原隧道襯砌表面敷設(shè)鋁膜，在鋁膜下部設(shè)置鋁合金集水槽、豎向排水管，從而將鋁膜與二襯之間的滲漏水集中導(dǎo)排至中心排水溝；并通過(guò)在鋼波紋板與鋁膜之間填充輕骨料保溫混凝土，形成保溫層；在預(yù)埋PVC管中插入電加熱帶，作為輔助措施對(duì)隧道起到保溫作用。具體而言，本技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):1、利用鋁合金龍骨架和輕質(zhì)纖維水泥砂漿在原隧道襯砌表面敷設(shè)鋁膜，鋁膜與隧道襯砌之間的間隙可作為滲漏水排水通道，又可作為氣墊層起到隔熱保溫的效果，且利用鋁合金龍骨架與輕質(zhì)纖維水泥砂漿將鋁膜與隧道襯砌間的空氣層分割成小區(qū)塊，避免了空氣對(duì)流換熱，解決了傳統(tǒng)離壁式保溫結(jié)構(gòu)隔熱效果差的缺陷。2、在鋁膜下部設(shè)置鋁合金集水槽、豎向排水管，將滲漏水導(dǎo)入縱向排水管、橫向排水管及中心排水溝，充分利用了原有隧道防排水系統(tǒng)，施工簡(jiǎn)便、環(huán)保節(jié)能、低碳高效。3、鋼波紋板可進(jìn)行工廠化集中生產(chǎn)，質(zhì)量易控制，且其可現(xiàn)場(chǎng)拼裝，施工方便快捷；其結(jié)構(gòu)力學(xué)性能較好，荷載分布均勻，具有一定的抗變形能力；在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，鋼波紋板局部拆卸操作較為方便，賦予該系統(tǒng)以可維護(hù)功能。4、輕骨料保溫混凝土具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫、耐火等優(yōu)點(diǎn)，且其材料成本較低、施工方法簡(jiǎn)單、保溫效果良好。5、利用電加熱帶作為輔助措施，在隧道內(nèi)氣溫較低或洞口段可根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行加熱，賦予了該系統(tǒng)以主動(dòng)加熱功能，且該設(shè)施環(huán)保、節(jié)能、施工維修方便。采用本技術(shù)可有效解決現(xiàn)有寒區(qū)隧道凍害問(wèn)題，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、適用性強(qiáng)、環(huán)保節(jié)能，且成本較低，具有較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。【附圖說(shuō)明】圖1為本技術(shù)所提供的寒區(qū)隧道防凍保溫系統(tǒng)的橫斷面圖；圖2為本技術(shù)所采用的輕骨料保溫混凝土、PVC管、電加熱帶的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本技術(shù)所采用的寒區(qū)隧道防凍保溫系統(tǒng)的縱斷面圖；圖4為本技術(shù)所采用的鋁合金龍骨架及輕質(zhì)纖維水泥砂漿的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本技術(shù)所采用的鋁合金集水槽、豎向排水管及縱向排水管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本技術(shù)所采用的電加熱帶的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:1- 二次襯砌；2_混凝土基座；3_鋁膜；4_輕骨料保溫混凝土 ；5_鋼波紋板；6_PVC管；7_鋁合金集水槽；8_豎向排水管；9_縱向排水管；10_橫向排水管；11_中心排水溝；12-鋁合金龍骨；13-輕質(zhì)纖維水泥砂漿；14_自攻螺絲；15_電加熱帶；16_電熱絲；17_玻璃纖維絕緣層；18_硅橡膠絕緣層；19_金屬母線。【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本技術(shù)的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:參見(jiàn)圖1、圖2、圖3、圖4、圖5，一種寒區(qū)隧道防凍保溫系統(tǒng)主要由混凝土基座2、鋁膜3、輕骨料保溫混凝土 4、鋼波紋板5、PVC管6、鋁合金集水槽7、豎向排水管8、縱向排水管9、橫本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種寒區(qū)隧道防凍保溫系統(tǒng)，其特征在于：所述寒區(qū)隧道防凍保溫系統(tǒng)包括鋁膜、輕骨料保溫混凝土、鋼波紋板、排水裝置、鋁膜固定裝置以及加熱裝置；所述鋁膜整體呈弓形并與寒區(qū)隧道的二次襯砌的內(nèi)側(cè)相匹配；所述鋁膜通過(guò)鋁膜固定裝置固定在寒區(qū)隧道的二次襯砌上；所述鋁膜與寒區(qū)隧道的二次襯砌之間設(shè)置有間隙；所述鋁膜與寒區(qū)隧道的二次襯砌之間所形成的間隙的底部連接有帶有承接口的排水裝置；所述鋁膜與寒區(qū)隧道的二次襯砌之間設(shè)置有間隙的寬度小于或等于排水裝置的承接口的寬度；所述鋁膜的內(nèi)側(cè)設(shè)置有鋼波紋板；所述鋼波紋板與鋁膜之間填充有輕骨料保溫混凝土；所述加熱裝置埋設(shè)在鋼波紋板與鋁膜之間的輕骨料保溫混凝土中。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：薛曉輝，申俊敏，張軍，宿鐘鳴，孫志杰，趙建斌，董立山，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：山西省交通科學(xué)研究院，山西交科公路勘察設(shè)計(jì)院，
類(lèi)型：新型
國(guó)別省市：山西;14
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