CN101638990A - 一种隧道的防火保温层及施工方法 - Google Patents

Abstract

一种隧道的防火保温层及施工方法，由与隧道二衬相连的聚氨酯保温层及外层的防火层构成，所述的防火层为是以中碱玻璃纤维布、无纺布中的一种或两种为基材与防水防火成分经压制而成。本发明的一种隧道的防火保温层可有效地解决西北等一些气候环境恶劣地区防火保温难的问题，不但具有优良地防火性能，且保温隔热性好，有良好地防水性能，降低对隧道的冻害。本发明还提供一种隧道防火保温层的方便、快捷且牢固的施工方法。

Description

一种隧道的防火保温层及施工方法

技术领域

本发明属于隧道防火保温技术领域，具体涉及一种用于寒冷和严寒地区隧道防火保温层及如何在隧道上施工安装防火保温层的方法。

背景技术

隧道防火保温系统目前在国内外应用较少，应用得较多的就是隧道表面直接喷涂防火涂料，隧道防火涂料配比中，水泥的比例必须在一定的范围内，超过此范围导热系数变得相当高，耐火极限根本达不到。但在此水泥比例内粘结强度很低，根本达不到GA98-2005的标准，解决办法就是加入有机建筑用胶，对防火涂料进行改性，增加粘结性，且又能保证耐火性能。但由于恶性竞争，有的不法厂家就大量加入水泥及粉煤灰，这样的涂层根本没有防火性能，并且刚性很强，易开裂。另外防火涂料构成中的膨胀珍珠岩，膨胀蛭石等吸水，故易引起涂层起鼓空壳等并脱落。

其次，由于隧道二衬表面光滑，有油污、假皮等，故防火涂料与二衬的粘结强度不高，容易脱落，正常施工应挂钢丝网并分很多次喷涂料至规定厚度。但由于恶性竞争，价格不足以支持挂网，如果施工中达到了设计厚度，那么隧道内相当于埋下了不少的定时炸弹，将会给隧道中行驶的汽车带来极大的安全隐患，也会给业主带来不必要的麻烦。

另外，在我国寒冷和严寒地区隧道普遍只做防火而忽视隧道的保温性能与效果，这对隧道衬砌起不到任何防冻融作用，对隧道的冻害较大。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种隧道的防火保温层可有效地解决西北等一些气候环境恶劣地区防火保温难的问题，不但具有优良地防火性能，且保温隔热性好，有良好地防水性能，降低对隧道的冻害。

本发明的另一目的旨在提供一种隧道防火保温层的方便、快捷且牢固的施工方法。

本发明的目的是通过下述方式实现的：

一种隧道的防火保温层，由与隧道二衬相连的聚氨酯保温层及外层的防火层构成，所述的防火层为是以中碱玻璃纤维布、无纺布中的一种或两种为基材与防水防火成分经压制而成；所述防水防火成分包括氧化镁48.7％～29.8％，膨胀珍珠岩2.4％～7.4％，填充骨料为4.4％～19.9％，氯化镁43.9％～37.2％，中碱玻璃纤维丝0.12％～3.89％、聚丁二烯环氧树脂0.24％～1.07％、磷酸二氢铝抗水剂0.24％～0.74％，均以重量计。

填充骨料为锯木屑和滑石粉，分别占防水防火板成分的重量百分比的1.5％～10.4％和2.9％～9.5％。

聚氨酯保温层的厚度不小于20mm。聚氨酯主要技术参数：密度≥35kg/m³，导热系数≤0.024W/(mK)，吸水率≤4％，阻燃等级B1。

通过安装本发明的隧道的防火保温层，可具有良好地保冷隔热效果。由于本发明采用了聚氨酯保温层，使得隧道不但具有良好的保温性能，还可兼具较高地防火性等。隧道二衬的聚氨酯保温层可有效地起到保护隧道二衬的混凝土层不受极端气候的冻融影响而发生粉化脱落，20mm厚度保温效果可以达到60mm厚的无机纤维喷涂保温效果。在有火势的情况下聚氨酯保温层可形成隔热层，防止钢筋混凝土在火灾中迅速升温而降低强度，起防火、隔热、防止垮塌的作用，从而保证隧道的安全，延长使用寿命。

另外，由于隧道二衬因温差和岩壁影响而产生凝结水时，如果用无机纤维喷涂在隧道二衬上，它会像一个“纸尿片”不断的吸水，从而使其自重越来越重，最终会失去保温效果，并脱落掉在防火板上，增加防火板的自重，从而影响整个隧道防火的性能结构。而聚氨酯兼具的防水性能等于是给隧道二衬又做了一道防水，可阻挡凝结水的渗透，从而保护了整个隧道防火结构的安全稳定性。

本发明还采用发明人所特别研制的防火层。具有良好的耐火性：10MM厚板材，耐火2H后，混凝土底表面温度为246℃(标准为380℃)，板内钢筋网温度为161℃(标准为250℃)，保证在有火势的情况下，可阻止火焰热量，有效降低隧道温度，保护隧道衬砌。

本发明的隧道专用防火板是由无机粘结料等材料制作而成。板材不燃烧，不腐蚀，耐低温，更不会受白蚁、盐、污染空气及气体，蒸汽、阳光所影响。在不同的温度下，板材的物理性能不受影响。板内成分中绝对不含石棉等有害物质，符合国家绿色环保产品要求，广泛用于公路、铁路、地铁等隧道的混泥土结构的防火保护。本发明的防火层还具有以下特性：

柔韧性好，轻质、防潮；可随隧道形状弯曲。

防撞、耐磨、可做机械清洗，容易更换及拆卸。

防火层的板材强度高，用金属紧固件与隧道二衬连接，不会发生脱落，无安全隐患；

本发明的防火层可提供至少25年的保用期。

本发明的防火层在施工时可采用干式作业，速度快，可在温湿度严重恶劣环境中施工，且不会对其它工作面造成污染，并可在被污染的二衬表面直接安装。

综上所述，本发明的隧道的防火保温层具有保温隔热性能好，防火性能优良，防水性能好，经久耐用，使用期长的特性。

本发明的施工方法包括以下步骤：

(1)、在隧道二衬表面进行水平、基层处理；

(2)、将聚氨酯板铺贴在防火板上，形成有防火层和保温层的防火保温板，在防火板或防火保温板上均匀钻上钻孔，将防火保温板的聚氨酯保温层紧贴在隧道二衬表面；或者是采用聚氨酯组合料直接喷涂在隧道二衬表面，固化后形成聚氨酯保温层，将钻好钻孔的防火板紧贴在聚氨酯保温层上

(3)、按防火板或防火保温板上的钻孔的位置在隧道二衬表面打孔，安装固定形成隧道防火保温层；

(4)、在安装好的防火保温板的表面将缝补平、打磨；

(5)、装饰着色处理。

所述的防火板或防火保温板上的钻孔分布为：两个钻孔之间以长度方向间距为560mm，宽度方向间距为为510mm。

本发明的安装施工方法具有以下优势：

由于传统的防火涂料为喷涂施工，在施工过程中材料损耗较大，掉落严重，不仅浪费了材料，而且对地面环境形成二次污染，并产生大量的施工垃圾。本发明施工过程中采用了预制好的成型板材料，在施工过程中直接上隧道二衬表面施工，缩短工期，且基本不需要裁切，不易产生垃圾，减少了环境污染，节约了材料成本。且不受温度、湿度等一些恶劣环境的影响。本发明采有的是打孔安装置固定的方式，可以使得防火保温层更牢固，不会产生掉块、脱落等危险，从而有利于隧道行车安全。本发明的施工方式还可减少后期维护成本，即：减少传统的防火涂料喷涂后，隧道顶壁容易脱落、开裂，从而需要重新修补、翻新再施工的后期维护。

具体实施方式

以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

实施例1：制备防火板(即防火层)

按氧化镁48.7％，膨胀珍珠岩2.4％，锯木屑1.5％，滑石粉2.9％，氯化镁43.9％，中碱玻璃纤维丝0.12％、聚丁二烯环氧树脂0.24％(分子量(M)为2000，官能度(f)为2.3，环氧值为0.36，外观黄色粘稠液体)、磷酸二氢铝抗水剂0.24％称重配料。

制备步骤为：

①、将上述原料按上述配比称重配料；

②、配制氯化镁水溶液，玻镁度为20-30度，搅拌均匀；

③、将上述原料(除玻璃纤维布、无纺布外)投入搅拌机中搅拌均匀称为搅拌料；

④、将搅拌料放入料斗内，在压力机的防火板模具内铺好玻璃纤维布、无纺布，在玻璃纤维布上铺匀搅拌料；

⑤、在搅拌料上再铺一层玻璃纤维布、无纺布，经压力机压制成型；

⑥、常温自然干燥、养护；

⑦、切割、包装。

得到产品按现有国家标准测试，RABT温升曲线，15-18mm厚时耐火极限为200-230分钟，板材表面初始裂纹挠度值为10.2％。

实施例2：制备防火板(即防火层)

按氧化镁36％，膨胀珍珠岩5.0％，锯木屑6.4％，滑石粉6.5％，氯化镁37.2％，中碱玻璃纤维丝3.89％、聚丁二烯环氧树脂1.07％、磷酸二氢铝抗水剂0.74％称重配料，(步骤同实施例1)。得到产品按现有国家标准测试，RABT温升曲线，15-18mm厚时耐火极限为200-230分钟；板材表面初始裂纹挠度值为11.6％。

实施例3：制备防火板(即防火层)

按氧化镁35.8％，膨胀珍珠岩7.4％，锯木屑7.5％，滑石粉9.5％，氯化镁36.3％，中碱玻璃纤维丝2.0％、聚丁二烯环氧树脂0.98％、磷酸二氢铝抗水剂0.52％称重配料，(步骤同实施例1)。得到产品按现有国家标准测试，RABT温升曲线，15-18mm厚时耐火极限为200-230分钟，板材表面初始裂纹挠度值为11.2％。

实施例4

施工方法

1、水平、基层处理

1)、隧道二衬表面的浮浆、油渍、污渍、灰尘应清理干净。

2)、检查隧道二衬表面的平整度，如果达不到板材安装的要求，应采用水泥砂浆进行找平或凿平处理。

3)、对隧道内的风机、照明等设施进行预留孔洞处理。

2、打孔安装防火保温层

1)、在防火板上面以长度方向间距560mm，宽度方向510mm，用电钻打好孔。

2)、将聚氨酯板(购自烟台万华聚氨酯股份有限公司)铺贴在防火板上，形成有防火层和保温层的防火保温板。

3)、将防火保温板的聚氨酯保温层紧贴在隧道二衬表面；按防火板上的钻孔的位置用冲击钻在隧道二衬表面打孔，用自膨胀锣栓固定，调平、调直即可。

3、勾缝等后期处理

安装后用补缝胶、纱布或牛皮纸将缝补平、打磨。

安装后补缝胶，将螺冒孔补平、打磨。

处理好防火板表面后进行着色喷漆，达到整体颜色均匀、光泽。

4、装饰着色处理(建议着色)

用两种不同颜色对隧道进行整体着色。隧道底部向上3米建议着色乳白色、米黄色或其它浅色，以增加隧道亮度；而隧道顶部建议着色黑色、蓝色或其它深色，这样不会造成隧道反光，确保车辆行驶安全。

实施例5

施工方法

1、基层处理

1)隧道二衬表面的浮浆、油渍、污渍、灰尘应清理干净。

2)检查隧道基层墙体的墙面平整度，如果达不到普通抹灰的要求，应采用1∶3水泥砂浆或聚合物水泥砂浆重新进行找平处理。

3)如隧道二衬有渗水、返潮等现象，则应在其表面涂刷聚氨酯防潮底漆。

4)其他工序要求预留的孔洞按照准确的位置预留

2、在隧道二衬表面喷涂聚氨酯(聚氨酯板材可以是在工厂预制好后运送到工地，但一般的隧道施工条件和道路都比较恶劣，运输较为不便，因而可以隧道二衬表面直接进行喷涂固化)。

1)保证正常施工所具备的水电、隧道的畅通等，达到施工条件。

2)喷涂硬泡聚氨酯的施工环境温度及基层温度不应低于10℃，风力不应大于4级，风速不宜大于4m/s，应有防风措施。

3、聚氨酯保温层施工

1)做好遮挡以防污染相邻部位。开启高压无气喷涂机将聚氨酯组合料(购自烟台万华聚氨酯股份有限公司)均匀地喷涂于隧道墙面之上，喷施应从角膜坡口处开始，发起泡后，沿发泡边沿喷施施工。

2)第一遍喷涂厚度宜控制在1cm左右。喷施第一遍之后在喷涂硬泡层上插与设计厚度相等的标准厚度钉，插钉间距30-40cm为宜，并成梅花状分布。

3)插钉之后继续施工，喷涂可多遍完成，每遍厚度宜控制在10mm之内。控制喷涂厚度至刚好覆盖钉头为止。(喷涂硬泡表面应看到钉头位置，但看不到钉头)

4)喷施PU保温材料时要注意防风，为防止风吹PU保温材料造成污染，风速超过5m/s时不应施工。

5)聚氨酯硬泡保温层喷施后应按要求检查保温层厚度，并按检验批要求进行质量检验做检验记录。

6)对于硬泡聚氨酯保温层厚度严重超标处(已超过控制线即保温层总厚度)可用手锯将过厚处修平。

4、打孔固定膨胀螺杆

1)在防火板上面以长度方向间距560mm，宽度方向510mm，用电钻打好孔。

2)钻孔后将防火板紧贴在隧道二衬上已固化的聚氨酯保温层表面，用冲击钻按照防火板的打孔点，将孔打入到隧道二衬内，用自膨胀锣栓固定，调平、调直即可。

5、勾缝等后期处理

安装后用补缝胶、纱布或牛皮纸将缝补平、打磨。

安装后补缝胶，将螺冒孔补平、打磨。

处理好防火板表面后进行着色喷漆，达到整体颜色均匀、光泽。

Claims (5)

1.一种隧道的防火保温层，其特征在于，由与隧道二衬相连的聚氨酯保温层及外层的防火层构成，所述的防火层为是以中碱玻璃纤维布、无纺布中的一种或两种为基材与防水防火成分经压制而成；所述防水防火成分包括氧化镁48.7％～29.8％，膨胀珍珠岩2.4％～7.4％，填充骨料为4.4％～19.9％，氯化镁43.9％～37.2％，中碱玻璃纤维丝0.12％～3.89％、聚丁二烯环氧树脂0.24％～1.07％、磷酸二氢铝抗水剂0.24％～0.74％，均以重量计。

2.根据权利要求1所述的一种隧道的防火保温层，其特征在于，填充骨料为锯木屑和滑石粉，分别占防水防火板成分的重量百分比的1.5％～10.4％和2.9％～9.5％。

3.根据权利要求1所述的一种隧道的防火保温层，其特征在于，聚氨酯保温层的厚度不小于20mm。

4.一种隧道的防火保温层的施工方法，其特征在于，包括以下步骤

(1)、在隧道二衬表面进行水平、基层处理；

(2)、将聚氨酯板铺贴在防火板上，形成有防火层和保温层的防火保温板，在防火板或防火保温板上均匀钻上钻孔，将防火保温板的聚氨酯保温层紧贴在隧道二衬表面；或者是采用聚氨酯组合料直接喷涂在隧道二衬表面，固化后形成聚氨酯保温层，将钻好钻孔的防火板紧贴在聚氨酯保温层上

(3)、按防火板或防火保温板上的钻孔的位置在隧道二衬表面打孔，安装固定形成隧道防火保温层；

(4)、在安装好的防火保温板的表面将缝补平、打磨；

(5)、装饰着色处理。

5.根据权利要求1所述的一种隧道的防火保温层的施工方法，其特征在于，所述的防火板或防火保温板上的钻孔分布为：两个钻孔之间以长度方向间距为560mm，宽度方向间距为为510mm。