CN103643974A

CN103643974A - 高寒隧道防冻隔温层施工方法

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Publication number: CN103643974A
Application number: CN201310688168.1A
Authority: CN
Inventors: 张教才; 唐益强; 杨俊东; 田汉卿; 邱先锋
Original assignee: Fourth Engineering Co Ltd of China Railway 23rd Bureau Group Co Ltd
Current assignee: First Engineering Co Ltd of China Railway 23rd Bureau Group Co Ltd; Fourth Engineering Co Ltd of China Railway 23rd Bureau Group Co Ltd
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2014-03-19

Abstract

本发明公开了一种高寒隧道防冻隔温层施工方法，包括以下步骤：修复裂缝，表面平整，以隧道拱顶隧道中线为界对称放线，钻孔，安装膨胀螺栓，将龙骨与螺栓连接，将聚酚醛福利凯板镶嵌在龙骨框架内，各板块之间紧密连接，最后用自攻钉将纤维增强板固定在龙骨上。本发明的方法高寒隧道防冻隔温层施工方法解决了高寒隧道防冻与隔温施工的技术难点，对衬砌具有良好的保温作用，最大可提高隧道衬砌温度的3.2℃，特别适用于高寒地区的隧道防冻保温。

Description

高寒隧道防冻隔温层施工方法

技术领域

本发明涉及一种防冻隔温层施工方法，特别涉及一种高寒隧道防冻隔温层施工方法。

背景技术

高海拔或高纬度地区隧道冻害问题一直是寒区隧道工程亟待解决的一大难题，冻害直接威胁到隧道结构及运营行车的安全，给养护维修带来极大的困难，造成严重的经济损失。尤其是高海拔地区的垭口隧道，长年平均气温低于0℃，对隧道的使用寿命有着极大的影响。

现有技术通常是在隧道初期支护和二次衬砌之间铺设保温层，二次衬砌与初期支护之间铺设的一层保温材料的虽然具有一定保温作用，但是其对施工难度大，且容易因为施工过程中的操作不当，引起混凝土浇筑部位错位，或者是混凝土与钢筋结合强度不足的缺陷。该方法还有另一缺陷，当隧道因为地质原因发生破损时，必须重新对铺设在夹层中保温层进行连续维护，并精确计算新建的隧道部分的保温层的位置，使其相互配合达到密封。而隧道地质情况复杂，施工难度大，后期隧道的修补维护常常无法做到精确控制，致使保温层的保温效果大打折扣。

现有另一方法是在隧道建设完成后，再在二次衬砌的表面加固保温材料。由于保温材料设置在行车隧道内，必须考虑防火性能，所以大都是由岩棉和/或玻璃棉制成的保温层。行车隧道内的保温层由于环境扰动本身容易破损，而岩棉、玻璃棉对环境和人有伤害，聚氨酯、聚苯乙烯燃烧受热时会分解出氰化氢、一氧化碳等剧毒气体，不利于环境保护，不符合低碳理念。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中高寒隧道保温层施工效率不佳、保温层对环境有潜在危害、易受火灾破坏的不足，提供一种高寒隧道防冻隔温层施工方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种高寒隧道防冻隔温层施工方法，包括以下步骤：

（1）检查隧道二次衬砌表面存在的空洞，蜂窝和裂缝，并进行修复处理。

（2）隧道二次衬砌表面修复完成后，立即进行表面平整处理，使整个二次衬砌表面的平整度小于2cm。

（3）以隧道拱顶隧道中线为界对称放线，根据不同保温板尺寸进行钻孔、安装膨胀螺栓。

（4）螺栓外露于二次衬砌表面的长度不小于20mm，将龙骨与螺栓垂直连接，龙骨的延展方向与隧道纵深方向相同，固定牢靠。

（5）将聚酚醛保温板，优选发泡的聚酚醛保温板，镶嵌在龙骨框架内，各板块之间紧密连接，且不得使用有破损或缺损的板块，相邻两环板块之间错缝设置。

（6）用自攻钉将纤维增强板固定在龙骨上。整个施工面沿隧道进深方向每隔25-30m设置20-30mm宽伸缩缝。整体纤维板施工面与隧道拱形成自然弧形且平整牢固。

（7）用腻子及网带将纤维板之间缝隙封闭并打磨平整。

隧道二次衬砌表面不得有渗漏水现象，否则将极大影响防冻隔温层防冻效果。以隧道拱顶隧道中线为界对称布置，有利于减少防冻隔温层施工接头，加快施工进度，同时增加外观效果。聚酚醛板镶嵌在龙骨框架内，各板块之间的连接必须紧密，增强其防冻隔温性能，有破损及缺损的板块不能使用，以免影响整体性能，相邻两环板块之间按错缝设置。

采用本发明施工方法，安装聚酚醛保温板，施工效率高，安装速度快，铺设速度由原20m²/工日，提高到25m²/工日，大大提高了安装效率，安全完成后，隔温层厚度均匀，整体稳定性好，提高了衬砌层温度，对于高寒隧道起到很好的保护作用。

聚酚醛保温板优选为聚酚醛福利凯板，隔温效果好，品质稳定。聚酚醛板具有优良的防火性能，尤其是，设置螺栓外露于二次衬砌表面的长度小于50mm，聚酚醛板与衬砌表面连接紧密，内部空气少，防火性能更佳。

本发明优选使用的聚酚醛福利凯板主要技术参数见表1，还可以使用部分/全部参数优于表1的聚酚醛板材。

表1聚酚醛（福利凯）保温板材的主要技术参数

本发明使用的FL纤维增强板主要技术参数见表2，还可以使用部分/全部技术参数优于表2的FL纤维增强板。

表2FL纤维增强板主要技术参数

进一步，采取“堵排结合，以排为主，防、排、堵、截相结合，因地制宜，综合整治”的原则对隧道渗漏水处进行处理，在渗漏水部位可根据实际情况，开槽封堵或铺管，对二衬混凝土渗漏水堵、引、排。

进一步，纤维增强板结构尺寸不小于1000×2000mm。使用大尺寸的纤维增强板可以减少防冻隔温层的缝隙数，缝隙密度，减少保温层内部的水蒸汽的进入，能够更好的保护隧道衬砌；同时大尺寸的纤维增强板还可以减少自攻螺钉的用量，减隧道顶部的重量负担。优选的，纤维增强板结构尺寸为1220×2440mm，即宽1220mm×长2440mm；膨胀螺栓，纵横向间距宜按纤维增强板宽度的1/2即610mm×纤维增强板长度1/6即406mm（纵向×环向）进行布置。螺栓杆外露于二次衬砌表面的长度20mm，螺栓单颗拉拔力≥10kg。

进一步，步骤（7）中腻子缝宽尽量保持一致，腻子缝即纤维板之间缝隙。

进一步，龙骨必须与螺栓垂直，不得出现松动现象。龙骨延展方向与隧道纵深方向一致，龙骨加长时，必须用接长件连接。

进一步，用自攻钉将纤维增强板固定在龙骨上，自攻钉间距100-200mm，聚酚醛发泡板与板之间预留1-4mm拼接缝，又称板与板间距，或板间距。优选的，自攻钉间距200mm，板与板之间的预留2-3mm拼接缝。整个施工面延隧道纵向每隔25-30m设置一道20-30mm宽伸缩缝。整体纤维板施工面与隧道拱形成自然弧形且平整牢固。拼接缝过宽或过细都不利于隧道保温层的整体品质或性能，过宽的拼接缝需要用到大量的腻子膏，一方面会影响到防冻隔温层的性能，另一方面大量的腻子膏也会使保温层重量增加，受到水分的影响稳定性降低。拼接缝过细则纤维板之间受温度变化时发生的膨胀容易直接影响到防冻隔温层之间的平整度，甚至出现起拱，严重影响隔温效果。

采用腻子及网带将纤维板之间缝隙封闭并打磨平整。腻子缝宽尽量保持一致。减少纤维板之间的缝宽，可以减少冷风过往到保温板与二次衬砌的间隙，进而减少冻风对衬砌混凝土的影响。

与现有技术相比，本发明的有益效果：解决了高寒隧道防冻与隔温施工的技术难点。聚酚醛保温板对衬砌具有一定的保温作用，可提高隧道衬砌温度的平均温度约为1℃，最大可提高3.2℃。当外环境温度达到－10℃时，保温的效果越显著，平均可提高衬砌温度约3℃，而当外环境温度较高时，保温的效果相对较低。从保温效果的时效性上，保温材料对短时期的极端低值，保温效果更显著。

本发明使用的聚酚醛板，通过专业设计的安装方案，防火性能突出，可有效防止隧道交通事故引发的火灾，保障交通行者的生命安全，维护社会隧道财产免受火灾危害。

在隧道二次衬砌表面铺设FL防冻隔温系统，安装固定简单、方便，提高了施工工效：将原保温板铺设需要的20m²/工日，提高到25m²/工日，缩短了隧道施工的循环时间，减轻了作业人员的劳动强度，加快了施工进度，且施工质量容易控制，后期维修方便；经现场效果测试，完全满足严寒气候条件下隧道防冻隔温、有效规避了冻害对隧道的破坏，为隧道的长期安全使用创造了条件，经济效益、社会效益显著。

附图说明：

图1为防冻隔温层施工工艺流程图。

图2为隧道渗漏水处治工艺图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。FL防冻隔温系统由聚酚醛泡沫（FLOLIC FOAM）保温板、FL龙骨框架、FL纤维增强板组成，不仅防冻效果好，而且耐火性和安全性高，较其他方法节约工效，为严寒地区隧道隔温防冻提供了新的有效解决方案，具有广泛的应用前景和推广价值。隧道起拱线以上部分防冻隔温层施工属高空作业，施工时必须带好安全带，以防高空掉落危险。如果隧道路面有坡度，如2-3%的纵向坡，则应在移动脚手架上设置斜拉绳索并进行固定，确保移动脚手架不自行滑动。由于施工现场有大量的材料包装纸盒，还应配备消防器材，以应付意外发生的火灾。“蜂窝麻面”，蜂窝的现象为混凝土结构局部出现酥散，无强度状态；麻面的现象是混凝土局部表面出现缺浆和许多小凹坑、麻点，形成租糙面，但无钢筋外露现象。“平整度”，是指加工或者生产某些东西时，表面并不会绝对平整，所不平与绝对水平之间，所差数据；平整度数值越小越好。“龙骨”是用来支撑造型、固定结构的一种建筑材料，可分为木龙骨、轻钢龙骨、铝合金龙骨、钢龙骨等，本发明中优选使用铝合金龙骨，质轻，防冻，防锈。

实施例1

某省道S山的垭口山隧道，在地理环境上属于中低纬度（北纬30°～36°）隧道的平均海拔约3900m，属于高海拔严寒地区，平均气温在3.2℃～﹣15.2℃之间，隧道设计长度为2km+。防冻隔温层施工采用本发明方法进行，在检查修复好隧道二次衬砌表面存在的空洞，蜂窝和深裂缝后，将表面平整处理，使整个二次衬砌表面的平整度小于2cm。以隧道拱顶隧道中线为界对称放线，根据不同保温板尺寸进行钻孔、安装膨胀螺栓。螺栓外露于二次衬砌表面的长度不小于20mm，将龙骨与螺栓垂直连接，龙骨的延展方向与隧道纵深方向相同，固定牢靠。将聚酚醛福利凯板镶嵌在龙骨框架内，各板块之间紧密连接，且不得使用有破损或缺损的板块，相邻两环板块之间错缝设置。用自攻钉将纤维增强板固定在龙骨上，自攻钉间距100-200mm，（聚酚醛福利凯）板与（聚酚醛福利凯）板之间预留1-4mm拼接缝，简称板与板间距，或板间距。优选的，自攻钉间距200mm，板与板之间的预留2-3mm拼接缝。整个施工面延隧道纵向每隔25-30m设置一道20-30mm宽伸缩缝。整体纤维板施工面与隧道拱形成自然弧形且平整牢固。最后，用腻子及网带将纤维板之间缝隙封闭并打磨平整。在二次衬砌表面安装了抗冻性、耐久性、防火性、外表美观的“聚酚醛福利凯保温层”。施工完成后，经工程监理、客户验收，获得一致好评。现已通车2年有余，该隧道运行情况良好，防冻隔温层整体效果很好的满足了高寒隧道防冻隔温要求。

实施例2

内蒙古某铁路大坝山隧道长约6km，冬季最冷气温达零下40度，对大坝山隧道进出口500m范围采取FL防冻隔温系统。防冻隔温层施工过程如下，在检查修复好隧道二次衬砌表面存在的空洞，蜂窝和深裂缝后，将表面平整处理，使整个二次衬砌表面的平整度小于2cm。以隧道拱顶隧道中线为界对称放线，根据不同保温板尺寸进行钻孔、安装膨胀螺栓。螺栓外露于二次衬砌表面的长度不小于20mm，将龙骨与螺栓垂直连接，龙骨的延展方向与隧道纵深方向相同，固定牢靠。将聚酚醛福利凯板镶嵌在龙骨框架内，各板块之间紧密连接，且不得使用有破损或缺损的板块，相邻两环板块之间错缝设置。用自攻钉将纤维增强板固定在龙骨上。整个施工面沿隧道进深方向每隔25-30m设置一道20-30mm宽伸缩缝。整体纤维板施工面与隧道拱形成自然弧形且平整牢固。纤维增强板结构尺寸为1220×2440mm（宽×长），膨胀螺栓纵横向间距宜按纤维增强板宽度的1/2即610mm×纤维增强板长度1/6即406mm（纵向×环向）进行布置。螺栓杆外露于二次衬砌表面的长度20mm，螺栓单颗拉拔力≥10kg。最后，用腻子及网带将纤维板之间缝隙封闭并打磨平整。在二次衬砌表面安装了抗冻性、耐久性、防火性、外表美观的“聚酚醛福利凯保温层”。施工完成后，经工程监理、客户验收，获得一致好评，有力的保证冬季线路的安全、正常运营。

Claims

1.一种高寒隧道防冻隔温层施工方法，包括以下步骤：

（1）检查隧道二次衬砌表面存在的空洞，蜂窝麻面结构和裂缝，并进行修复处理；

（2）隧道二次衬砌表面修复完成后，立即进行表面平整处理，使整个二次衬砌表面的平整度小于2cm；

（3）以隧道拱顶隧道中线为界对称放线，根据不同保温板尺寸进行钻孔、安装膨胀螺栓；

（4）螺栓外露于二次衬砌表面的长度不小于20mm，将龙骨与螺栓垂直连接，龙骨的延展方向与隧道纵深方向相同，固定牢靠；

（5）将聚酚醛板镶嵌在龙骨框架内，各板块之间紧密连接，相邻两环板块之间错缝设置；

（6）用自攻钉将纤维增强板固定在龙骨上；整个施工面沿隧道进深方向每隔25-30m设置宽20-30mm的伸缩缝；整体纤维板施工面与隧道拱形成自然弧形且平整牢固；

（7）用腻子及网带将纤维板之间缝隙封闭并打磨平整。

2.如权利要求1所述高寒隧道防冻隔温层施工方法，其特征在于，纤维增强板结构尺寸不小于1000×2000mm。

3.如权利要求1所述高寒隧道防冻隔温层施工方法，其特征在于，步骤（7）中纤维板之间缝隙宽为2-3mm。

4.如权利要求1所述高寒隧道防冻隔温层施工方法，其特征在于，自攻钉间距100-200mm。