CN108166999A - 一种寒区隧道的防水防冻防火结构 - Google Patents

一种寒区隧道的防水防冻防火结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种寒区隧道的防水防冻防火结构，包括柔性防水层和喷射混凝土层；所述柔性防水层固定在隧道的洞壁上；所述柔性防水层内设置有多个空腔，空腔降低了柔性保温层的导热系数，降低了隧道与围岩之间的热交换，降低了冻胀发生的频率，当使围岩中水分结冰，发生冻胀时，由于柔性防水层为柔性材料，可使围岩对喷射混凝土层的压力得到缓解，结构简单，便于维护，降低冻胀对喷射混凝土层的影响，减低施工成本。

Description

一种寒区隧道的防水防冻防火结构
技术领域
本发明涉及寒区隧道工程领域，具体涉及一种寒区隧道的防水防冻防火结构。
背景技术
近年来随国家基建投入的增长，国内交通网络覆盖日趋完善，越来越多的隧道在寒区修建。寒区隧道冻害引起隧道内结冰，并造成隧道结构的损坏，这给隧道的使用及维护均带来不少困难，引起重大的经济损失。
地下水是造成隧道冻害的首要因素。隧道建成后，地下水浸入隧道衬砌和隧道围岩之间，甚至渗入隧道衬砌中，通过隧道与外界发生热交换。当外界温度过低时，水分结冰使围岩发生冻胀，对隧道衬砌结构产生额外压力；地下水渗入隧道衬砌中，由于隧道衬砌中水分的反复冻胀作用，隧道衬砌材料发生劣化。另隧道还需要做防火处理。现有的寒区隧道的防水防冻防火结构依次由隧道初衬、隧道防水板、隧道二衬和防火板组成，结构复杂，施工时间较长，施工成本高，且不便于维护。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供的一种寒区隧道的防水防冻防火结构，结构简单，便于维护，降低冻胀对喷射混凝土层的影响，减低施工成本。
本发明提供的一种寒区隧道的防水防冻防火结构，包括柔性防水层和喷射混凝土层；所述柔性防水层固定在隧道的洞壁上；所述柔性防水层内设置有多个空腔；所述喷射混凝土层固定在柔性防水层的内侧。
可选地，所述柔性防水层由聚乙烯泡沫板拼装而成；所述聚乙烯泡沫板内设置有多个空腔。
可选地，所述聚乙烯泡沫板的厚度不小于45 mm。
可选地，所述聚乙烯泡沫板通过岩锚装置固定在隧道的洞壁上。
可选地，所述岩锚装置包括锚杆、套筒、连杆以及柔性的密封环；所述套筒固定在聚乙烯泡沫板内；所述套筒的底部内壁沿径向向外凹形成锥形容置腔；所述密封环呈锥形，所述密封环滑动安装在锥形容置腔内；所述连杆与套筒的顶部内壁铰接；所述连杆的底部插入锥形容置腔内与密封环抵触，顶部向套筒内侧倾斜；所述锚杆底部沿径向向外延伸形成制动凸台。
可选地，所述岩锚装置上设置有防腐涂层。
可选地，所述喷射混凝土层通过挂网喷射混凝土的方式施作于柔性防水层的内侧面上。
可选地，所述喷射混凝土层中添加有聚丙烯微纤维。
可选地，所述喷射混凝土层的厚度不小于80 mm。
由上述技术方案可知，本发明的有益效果：
1、本发明提供的一种寒区隧道的防水防冻防火结构，包括柔性防水层和喷射混凝土层；所述柔性防水层固定在隧道的洞壁上；所述柔性防水层内设置有多个空腔，空腔降低了柔性保温层的导热系数，降低了隧道与围岩之间的热交换，降低了冻胀发生的频率，当使围岩中水分结冰，发生冻胀时，由于柔性防水层为柔性材料，可使围岩对喷射混凝土层的压力得到缓解，结构简单，便于维护，降低冻胀对喷射混凝土层的影响，减低施工成本。
2、本发明提供的一种寒区隧道的防水防冻防火结构，所述柔性防水层由聚乙烯泡沫板拼装而成；所述聚乙烯泡沫板内设置有多个空腔；便于预制，施工方便快捷，降低施工成本。
3、本发明提供的一种寒区隧道的防水防冻防火结构，以喷射混凝土层为隧道衬砌，同时发挥了支护和防火的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的结构示意图；
图2为聚乙烯泡沫板的结构示意图；
图3为岩锚装置的结构示意图。
附图标记：
1-喷射混凝土层、2-聚乙烯泡沫板、3-锚杆、4-套筒、5-连杆、6-密封环、7-围岩、21-空腔、31-制动凸台、41-锥形容置腔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参阅图1-3，本实施例提供的一种寒区隧道的防水防冻防火结构，包括柔性防水层和喷射混凝土层1；所述柔性防水层固定在隧道的洞壁上；所述柔性防水层内设置有多个空腔；所述喷射混凝土层1固定在柔性防水层的内侧。本实施例提供的一种寒区隧道的防水防冻防火结构，以喷射混凝土层为隧道衬砌，同时发挥了支护和防火的作用。所述空腔降低了柔性保温层的导热系数，降低了隧道与围岩之间的热交换，降低了冻胀发生的频率，当围岩7中的水分结冰，发生冻胀时，由于柔性防水层为柔性材料，可使围岩对喷射混凝土层的压力得到缓解，结构简单，便于维护，降低冻胀对喷射混凝土层的影响，减低施工成本。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述柔性防水层由聚乙烯泡沫板2拼装而成；所述聚乙烯泡沫板2内设置有多个空腔21。便于预制，施工方便快捷，降低施工成本。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述聚乙烯泡沫板21的厚度不小于45 mm。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述聚乙烯泡沫板2通过岩锚装置固定在隧道的洞壁上。便于施工，降低施工成本。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述岩锚装置包括锚杆3、套筒4、连杆5以及柔性的密封环6；所述套筒4固定在聚乙烯泡沫板2内；所述套筒4的底部内壁沿径向向外凹形成锥形容置腔41；所述密封环6呈锥形，所述密封环6滑动安装在锥形容置腔41内；所述连杆5与套筒4的顶部内壁铰接；所述连杆5的底部插入锥形容置腔41内与密封环6抵触，顶部向套筒4内侧倾斜；所述锚杆3底部沿径向向外延伸形成制动凸台31。初始状态下，所述密封环6位于锥形容置腔41的顶部，所述连杆5与锚杆3分离。如图3所示，锚杆3穿过套筒4将聚乙烯泡沫板2固定在围岩7中。在固定聚乙烯泡沫板2的过程中，所述制动凸台31在锚杆3的带动下，向上滑动与连杆5的顶部接触。随着制动凸台31向上滑动，所述连杆5的顶部在制动凸台31的挤压下，向外侧旋转，底部向套筒4内侧旋转。所述连杆5推动密封环6向下滑动，所述密封环6受锥形容置腔41的挤压变形，紧密包裹锚杆3，使锥形容置腔41与锚杆3之间形成密闭空间。防止水分沿锚杆3渗入到聚乙烯泡沫板2和喷射混凝土层1之间。提高聚乙烯泡沫板2的密闭性，减少冻胀发生的频率。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述岩锚装置上设置有防腐涂层。减缓岩锚装置的腐蚀，提高岩锚装置的寿命。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述喷射混凝土层1通过挂网喷射混凝土的方式施作于柔性防水层的内侧面上。便于施工。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述喷射混凝土层1中添加有聚丙烯微纤维。提高喷射混凝土层的抗裂性和抗渗性，降低高喷射混凝土层的脆性，提高高喷射混凝土层的韧性。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述喷射混凝土层1的厚度不小于80 mm。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种寒区隧道的防水防冻防火结构，其特征在于：包括柔性防水层和喷射混凝土层（1）；所述柔性防水层固定在隧道的洞壁上；所述柔性防水层内设置有多个空腔；所述喷射混凝土层（1）固定在柔性防水层的内侧。
2.根据权利要求1所述的一种寒区隧道的防水防冻防火结构，其特征在于：所述柔性防水层由聚乙烯泡沫板（2）拼装而成；所述聚乙烯泡沫板（2）内设置有多个空腔（21）。
3.根据权利要求2所述的一种寒区隧道的防水防冻防火结构，其特征在于：所述聚乙烯泡沫板（21）的厚度不小于45 mm。
4.根据权利要求2所述的一种寒区隧道的防水防冻防火结构，其特征在于：所述聚乙烯泡沫板（2）通过岩锚装置固定在隧道的洞壁上。
5.根据权利要求4所述的一种寒区隧道的防水防冻防火结构，其特征在于：所述岩锚装置包括锚杆（3）、套筒（4）、连杆（5）以及柔性的密封环（6）；所述套筒（4）固定在聚乙烯泡沫板（2）内；所述套筒（4）的底部内壁沿径向向外凹形成锥形容置腔（41）；所述密封环（6）呈锥形，所述密封环（6）滑动安装在锥形容置腔（41）内；所述连杆（5）与套筒（4）的顶部内壁铰接；所述连杆（5）的底部插入锥形容置腔（41）内与密封环（6）抵触，顶部向套筒（4）内侧倾斜；所述锚杆（3）底部沿径向向外延伸形成制动凸台（31）。
6.根据权利要求5所述的一种寒区隧道的防水防冻防火结构，其特征在于：所述岩锚装置上设置有防腐涂层。
7.根据权利要求1所述的一种寒区隧道的防水防冻防火结构，其特征在于：所述喷射混凝土层（1）通过挂网喷射混凝土的方式施作于柔性防水层的内侧面上。
8.根据权利要求7所述的一种寒区隧道的防水防冻防火结构，其特征在于：所述喷射混凝土层（1）中添加有聚丙烯微纤维。
9.根据权利要求1所述的一种寒区隧道的防水防冻防火结构，其特征在于：所述喷射混凝土层（1）的厚度不小于80 mm。
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