CN102296972B - 一种寒区隧道电伴热主动保温防冻设施及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种寒区隧道电伴热主动保温防冻设施的施工方法。方法中先将加热电缆布置于隧道的二次衬砌表面，接着将加热电缆与温度控制器连接，并将温度控制器上连接的控温探头置于加热电缆旁侧，然后再加热电缆上布置保温板，再在保温板表面布置防火板，其中的保温板和防火板用扁钢和螺栓固定。该方法过程施工简单，且所用材料成本均较低。本发明同时公开了一种上述方法建造的寒区隧道电伴热主动保温防冻设施环保、节能且施作及维修方便，设施的主动保温特性更增显了其智能化。

Description

一种寒区隧道电伴热主动保温防冻设施及其施工方法
技术领域
本发明涉及隧道保温防冻设施的施工方法，特别是一种寒区隧道电伴热主动保温防冻设施的施工方法。
背景技术
季节性寒区公路隧道一般是越岭隧道，由于其周围环境常年出水成流，而使得隧道洞口段的二次衬砌表面表现为洞顶吊冰柱、边墙挂冰溜等，这样给行车带来很高的危险性。同时，冻害还对隧道混凝土带来众多的结构破坏如衬砌混凝土表面风化严重、拱顶开裂、侧壁挤出等。在隧道使用一段时间后，由于渗漏和冻害，二次衬砌背后的水排不出，围岩的冻融循环会加速隧道二次衬砌的破坏，并且，隧道围岩在冻胀过程中的水分迁移增强了冻胀的破坏性。
为了保证隧道衬砌不出现上述灾害，目前隧道的抗冻措施主要有供热法、防寒门法和敷设隔热材料法，其中，供热法能量消耗太大而不宜使用；防寒门法由于干扰行车，使用较少；敷设隔热材料法是近些年来兴起并获得隧道界高度重视的一项保温技术，在衬砌混凝土表面直接敷设保温隔热层的表面隔热处理方法更为合理、可靠。
随着我国公路建设事业的蓬勃发展，公路隧道技术的不断进步，对于在寒冷地区的公路隧道而言，如果仍旧采用在衬砌混凝土表面直接敷设保温隔热层的表面隔热处理方法，这种方法不能使得二次衬砌表面的温度稳定的保持在0℃以上，不能起到预想的效果。
发明内容
针对现有技术的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种寒区隧道电伴热主动保温防冻设施的施工方法，该方法所提供的保温防冻设施可以主动保温设施，其结构简单，施作、维修更换方便，采用本方法建设的保温防冻设施可以有效地避免寒区公路隧道洞口段的二次衬砌受冻融冻胀的破害。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
一种寒区隧道电伴热主动保温防冻设施的施工方法按下列步骤进行：
步骤一，将加热电缆布置在隧道二次衬砌表面，并用线卡固定加热电缆；
步骤二，将温度控制器与加热电缆连接，并将温度控制器和加热电缆均与电源连接；
步骤三，将控温探头连接于温度控制器上，并将该控温探头置于加热电缆旁侧；
步骤四，在加热电缆上布置保温板，在保温板上布置40mm×3mm扁钢，扁钢之间的间距为450mm，再用膨胀螺栓依次穿过扁钢和保温板固定保温板；
步骤五，在保温板表面布置防火板，并用自攻螺钉依次穿过防火板和扁钢固定防火板，同时在防火板上遇到膨胀螺栓头的地方开孔使防火板紧贴扁钢，进而完成施工操作。
上述施工方法的其他技术特征为：
所述加热电缆通过三级断路器与电源连接；所述温度控制器通过接触器与电源连接。
所述保温板为酚醛泡沫辅铝箔保温板。
所述防火板为玻璃纤维增强硅酸盖板。
本发明的另一目的是提供一种寒区隧道电伴热主动保温防冻设施。所采用的技术方案是：一种寒区隧道电伴热主动保温防冻设施，该设施依上述施工方法建造。
与现有技术相比，本发明具有如下的技术效果：
（1）本发明的方法施工简单而方便，所用材料均是相关领域常用的材料，进而取材及成本亦较便利。
（2）采用本发明的方法在隧道洞口段衬砌施作的保温防冻设施可以主动保持围岩的最低温度在0°C以上，使得隧道洞口衬砌不会冻裂结冰。
（3）采用本发明的方法在隧道洞口段衬砌施作的保温防冻设施可以最大限度的降低能耗。
（4）该方法尤其适用于寒区公路隧道洞口段衬砌的保温，通过本发明的方法所建设的保温抗冻设施环保、节能且施作及维修方便，设施的主动保温特性更增显了其智能化。
附图说明
图1为本发明的方法所建造的设施的局部结构示意图；
图2为图1的Ⅱ-Ⅱ剖视图；
图3为本发明的方法所建造的设施的电路图。
以下结合实施例与附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
本发明的施工方法，具体采用下列步骤进行：
步骤一，将加热电缆布置在隧道二次衬砌表面，并用线卡固定加热电缆；
步骤二，将温度控制器与加热电缆连接，并将温度控制器和加热电缆均与电源连接；
步骤三，将控温探头连接于温度控制器上，并将该控温探头置于加热电缆旁侧，即相邻布置的两段加热电缆之间，以更准确的检测二次衬砌表面的温度；
步骤四，在加热电缆上布置保温板，在保温板上布置40mm×3mm扁钢，扁钢之间的间距为450mm，再用膨胀螺栓依次穿过扁钢和保温板并穿入二次衬砌中固定保温板；其中的保温板优选酚醛泡沫辅铝箔保温板，该板中的铝箔起到均匀散热作用。
步骤五，在保温板表面布置防火板，用自攻螺钉依次穿过防火板和扁钢沿扁钢固定防火板，并且在防火板上遇到膨胀螺栓头的地方开孔使防火板紧贴扁钢。防火板之间需留1mm-2mm的伸缩缝，防止变形挤压。其中的防火板为玻璃纤维增强硅酸盖板。
上述步骤一中隧道二次衬砌的两相邻施工缝间的加热电缆为一个独立的加热段；步骤二中两个相邻的加热段共用一个温度控制器；步骤三中一个加热段布置一个控温探头。
需要说明的是，本发明的施工方法过程中所用线卡个数、扁钢块数、膨胀螺栓的个数和自攻螺钉的个数按照实际施工过程中的具体施工环境确定，以达到固定设施中相应组件的目的。其中，保温板和防火板的块数根据原材的面积和所需铺设的总面积来确定。
如图1至图3所示，上述方法所建造的寒区隧道电伴热主动保温防冻设施包括隧道的二次衬砌1、加热电缆2和温度控制器8，所述加热电缆2布置于二次衬砌1的表面，并用线卡固定，并且在加热电缆2上覆盖有保温板3，该保温板3可选用酚醛泡沫辅铝箔保温板；所述加热电缆2和温度控制器8相连接，且加热电缆2和温度控制器8均与电源连接；在该保温板3上覆盖有防火板6，该防火板6的材料可为玻璃纤维增强硅酸盖板；上述温度控制器8上连接有控温探头9，该控温探头9置于加热电缆2旁侧，具体地置于布置相邻的加热电缆之间。在加热电缆2为单元式布置时或按照隧道的施工段布置时，为更好的控制设施工作，其中的加热电缆2通过三级断路器11与电源连接，温度控制器8依次通过接触器10和三级断路器11与电源连接；为了固定保温板3和防火板6，可在上述的保温板3与防火板6之间设扁钢4，其中保温板3由依次穿过扁钢4与保温板3并穿入隧道二次衬砌1的膨胀螺栓5固定，防火板6由依次穿过防火板6与扁钢4的自攻螺钉7固定。
三级断路器为整个设施的总电源开关，通电后，设施中的温度控制器相当于一温度控制开关，当控温探头测得的加热电缆处即路面基层表面的温度高于预设温度时，温度控制器就断开电路，当测得的温度低于预设温度时，温度控制器就接通电路。为避免温度控制器的控制功率不能满足设施的功率要求，可用接触器来放大温度控制器的功率，以保障整个设施的工作安全性。
以下是发明人提供的实施例，需要说明的是该实施例是对本发明的进一步解释和说明，本发明并不限于该实施例。
实施例：
隧道洞口初级支护、排水半管、排水板及二衬的施作按照设计标准严格进行施工，隧道二次衬砌建在完成后，具体采用下列步骤建造寒区隧道电伴热主动保温防冻设施：
步骤一，将加热电缆布置在隧道二次衬砌表面，并用线卡将加热电缆固定于隧道二次衬砌表面；其中二次衬砌两相邻施工缝间的加热电缆为一个独立的加热段；
步骤二，将温度控制器与加热电缆连接，并将温度控制器、接触器、三级断路器和电源依次连接，将加热电缆、三级断路器和电源依次连接；两个相邻的加热段共用一个温度控制器；
步骤三，将控温探头连接于温度控制器上，并将该控温探头置于加热电缆旁侧，即相邻布置的两段加热电缆之间；一个加热段布置一个控温探头；
步骤四，在加热电缆上安装酚醛泡沫辅铝箔保温板，并在保温板上布置适当块数40mm×3mm的扁钢，扁钢之间的间距为450mm，再用M10×120的膨胀螺栓依次穿过扁钢和保温板固定保温板，膨胀螺栓的间距为500mm；可在布置加热电缆之前或之后在隧道二次衬砌表面钻放置膨胀栓的孔，且加热电缆距所钻孔有20mm以上的距离；
步骤五，在酚醛泡沫辅铝箔保温板表面布置玻璃纤维增强硅酸钙板，用ST6×12的自攻螺钉依次穿过玻璃纤维增强硅酸钙板和扁钢固定玻璃纤维增强硅酸钙板，螺钉的间距为250mm，在玻璃纤维增强硅酸钙板上遇到膨胀螺栓头的地方开孔，使玻璃纤维增强硅酸钙板能够紧贴扁钢。玻璃纤维增强硅酸钙板之间留1.5mm左右的伸缩缝。

Claims (5)

1. 一种寒区隧道电伴热主动保温防冻设施的施工方法，其特征在于，该方法按下列步骤进行：
步骤一，将加热电缆布置在隧道二次衬砌表面，并用线卡固定加热电缆；
步骤二，将温度控制器与加热电缆连接，并将温度控制器和加热电缆均与电源连接；
步骤三，将控温探头连接于温度控制器上，并将该控温探头置于加热电缆旁侧；
步骤四，在加热电缆上布置保温板，在保温板上布置40mm×3mm扁钢，扁钢之间的间距为450mm，再用膨胀螺栓依次穿过扁钢和保温板固定保温板；
步骤五，在保温板表面布置防火板，并用自攻螺钉依次穿过防火板和扁钢固定防火板，同时在防火板上遇到膨胀螺栓头的地方开孔使防火板紧贴扁钢，进而完成施工操作。
2.如权利要求1所述的寒区隧道电伴热主动保温防冻设施的施工方法，其特征在于，所述加热电缆通过三级断路器与电源连接；所述温度控制器通过接触器与电源连接。
3.如权利要求1所述的寒区隧道电伴热主动保温防冻设施的施工方法，其特征在于，所述保温板为酚醛泡沫辅铝箔保温板。
4.如权利要求1所述的寒区隧道电伴热主动保温防冻设施的施工方法，其特征在于，所述防火板为玻璃纤维增强硅酸盖板。
5.一种权利要求1-4中任一权利要求所述的施工方法建造的寒区隧道电伴热主动保温防冻设施。
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