CN110985067A - 一种寒区隧道阻水与防冻保温一体化设施及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种寒区隧道阻水与防冻保温一体化设施施工方法，包括由隧道外层向内层依次设置的初次衬砌、砂浆层、阻水保温板以及二次衬砌；所述阻水保温板由外向内依次包括橡胶防水层、电热层，保温层，且在电热层与保温层之间设置有温度传感器，以更好的实时监测隧道温度，所述的温度传感器与电热层的控制装置相连，根据检测的温度值调整电热层的加热功率大小。
Description
技术领域
本发明涉及寒区隧道技术领域，尤其涉及一种寒区隧道阻水与防冻保温一体化设施及施工方法。
背景技术
在我国，寒区面积占中国国土面积的75％，在寒冷地区修建隧道存在一般地区没有的冻害现象，这些冻害不仅给隧道的运营管理带来了很大的工程隐患，处理起来费工、费时、费财，而且大大弱化了隧道的使用功能，造成了巨大的资源浪费和经济损失。为了减轻冻害现象，现通常在隧道衬砌表面单独铺设一定厚度的保温板，或者采用离壁式衬砌防冻保温结构。
现有技术施工繁琐，工程造价很高，而且大多是在二次衬砌外表面修建保温层，保温性能较差。
发明内容
本发明的目的是：提供一种寒区隧道阻水与防冻保温一体化设施及施工方法，该设施实现了隧道防水层与保温层的一体化，具有保温，防水等功能，可工厂标准化生产，施工方便快捷，效率高，不仅简化了施工工艺，降低了工程造价，而且提高了施工质量。
为了实现上述目的本发明采用下述技术方案：
第一方面，本发明提出了一种寒区隧道阻水与防冻保温一体化设施，包括由隧道外层向内层依次设置的初次衬砌、砂浆层、阻水保温板以及二次衬砌；所述阻水保温板由外向内依次包括橡胶防水层、电热层和保温层，且在电热层与保温层之间设置有温度传感器，以更好的实时监测隧道温度，所述的温度传感器与电热层的控制装置相连，根据检测的温度值调整电热层的加热功率大小。
作为进一步的技术方案，所述的阻水保温板阻水保温板由工厂加工的预制区格固定拼装而成，每个预制区格内设置一个所述的温度传感器，该预制区格结构简单，拼接方便，并且方便大规模生产。
作为进一步的技术方案，所述拼装方式为热风焊接，即用热风对拼装部位瞬间高温加热，使其部分达到熔融状态，并立即使用一定的外力使其牢牢地粘合在一起，这种方法操作简单，施工方便快捷。
作为进一步的技术方案，每个预制区格的一端设置凸起，另外一端设置凹槽，所述的凸起与相邻预制区格的凹槽配合，所述的凹槽与相邻预制区格的凸起配合。
作为进一步的技术方案，所述砂浆层是掺有抗渗微膨胀剂的C20细石混凝土防水层，能与一次衬砌结合形成整体，具有防水，耐穿刺，耐腐蚀，耐久年限长，成本低的优点。
第二方面，本发明提出了一种寒区隧道阻水与防冻保温一体化设施的施工方法，包括以下主要步骤：
预制阻水保温板的区格；
施工初次衬砌，待初次衬砌变形稳定后，清除表面的尖锐突出物，找平表面的凸凹之处；
将掺有抗渗微膨胀剂的C20细石混凝土均匀的涂抹在初次衬砌表面，形成砂浆层厚度以2-3cm为宜；
将阻水保温板预制区格通过热焊接的方式拼接形成一体，固定于砂浆层的表面；
施工隧道二次衬砌。
本发明的有益效果是：
1.本发明实现了隧道防水层与保温层的一体化，有效地避免了传统寒区隧道分层铺设防水层与保温层的步骤，不仅大大简化了施工工艺，而且降低了工程造价，提高了施工效率。
2.阻水保温板可由工厂标准化生产，施工方便快捷，效率高，采用热风焊接，可使其牢固连接，集主动保温与被动保温的功能，提高了保温效果。
3.本发明在阻水保温板内安装了温度传感器，使得加热层的控制实现了自动控制，防止隧道内高度过高或者过低，过高容易引出火灾，过低容易引起冰冻。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明隧道横断面示意图。
图2是本发明阻水保温板结构示意图。
图3是本发明阻水保温板拼接俯视图。
为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意作用。附图中标记如下：初次衬砌1、砂浆层2、阻水保温板3、橡胶防水层3-1、电热层3-2、保温层3-3、温度传感器3-4、二次衬砌4，预制区格5。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面结合附图，通过实施例的方式对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1-3所示，一种寒区隧道阻水与防冻保温一体化设施，由外至内依次包括初次衬砌1、砂浆层2、阻水保温板3、二次衬砌4。
所述砂浆层2为掺有抗渗微膨胀剂的C20细石混凝土防水层，作为隧道的一次防水措施，具有耐穿刺，耐腐蚀，耐久年限长，成本低的优点。
上述的阻水保温板3包括由隧道外层向内层依次设置的橡胶防水层3-1、电热层3-2、保温层3-3，橡胶防水层3-1与电热层3-2之间、电热层3-2与保温层3-3之间通过密闭的气密胶连接，本阻水保温板3集防水与保温的功能，大大简化了施工工艺；且阻水保温板3由预制区格5通过热风焊接拼装形成，采用热风焊接不仅操作方便，而且使连接更加牢固；且相邻的阻水保温板3之间还通过凸起和凹槽配合，进一步保证整个装置的牢固性，具体的如图3所示，在每个阻水保温板3的一端设置凸起，另一端设置凹槽，以便与前后相邻的阻水保温板3相连；且每个阻水保温板3为圆弧形结构，多个阻水保温板3组合在一起后，形成与隧道形状一致的拱形结构。
进一步的，在电热层3-2与保温层3-3之间还设置了温度传感器3-4，可以更好的实时监测隧道的温度，温度传感器3-4黏贴在电热层3-2与保温层3-3之间，通过埋设的导向与电热层3-2的控制装置相连。当温度低于设定的最低温度值时，(例如1℃时)，电热层3-2的控制装置开启电热层3-2的主动保温功能，主动加热，直至温度达到设定的最高温度值(例如8℃)，电热层的控制装置关闭电热层3-2的主动保温功能，这样大大减少了资源的浪费。
进一步的，优选的，电热层3-2的控制装置设置在隧道的二次衬砌4外面，便于平时查看以及维修。
进一步的，优选的，所述电热层具体为碳晶电热板，碳晶电热板是以碳纤维改性后进行球磨处理制成碳素晶体颗粒，将碳晶颗粒与高分子树脂材料以特殊工艺合成制作的发热材料。碳晶电热板在通电几十秒内，表面温度从迅速升高，并以恒定的温度对外进行传导加热。具有高效、节能、经济、无污染、寿命长和温度可控等特点，使用成本仅为普通电供暖的一半。
本实施例还提供了一种寒区隧道阻水与防冻保温一体化设施的建造方法，包括以下主要步骤：
1)待初次衬砌变形稳定后，清除表面的尖锐突出物，找平表面的凸凹之处；
2)将掺有抗渗微膨胀剂的C20细石混凝土均匀的涂抹在初次衬砌表面，形成砂浆层厚度以2-3cm为宜；
3)将阻水保温板预制区格通过热焊接的方式拼接形成一体，固定于砂浆层的表面；
4)按常规方法施工隧道二次衬砌。
由此可见，本发明大大简化了施工工艺，降低了工程造价，缩短了施工工期，同时也提高了施工质量。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种寒区隧道阻水与防冻保温一体化设施，其特征在于，包括由隧道外层向内层依次设置的初次衬砌、砂浆层、阻水保温板以及二次衬砌；所述阻水保温板由外向内依次包括橡胶防水层、电热层和保温层，且在电热层与保温层之间设置有温度传感器，以更好的实时监测隧道温度，所述的温度传感器与电热层的控制装置相连，根据检测的温度值调整电热层的加热功率大小。
2.如权利要求1所述的寒区隧道阻水与防冻保温一体化设施，其特征在于，所述的阻水保温板阻水保温板由工厂加工的预制区格固定拼装而成，每个预制区格内设置一个所述的温度传感器。
3.如权利要求1所述的寒区隧道阻水与防冻保温一体化设施，其特征在于，所述拼装方式为热风焊接。
4.如权利要求1所述的寒区隧道阻水与防冻保温一体化设施，其特征在于，每个预制区格的一端设置凸起，另外一端设置凹槽，所述的凸起与相邻预制区格的凹槽配合，所述的凹槽与相邻预制区格的凸起配合。
5.如权利要求1所述的寒区隧道阻水与防冻保温一体化设施，其特征在于，所述砂浆层是掺有抗渗微膨胀剂的C20细石混凝土防水层，能与一次衬砌结合形成整体。
6.如权利要求1所述的寒区隧道阻水与防冻保温一体化设施，其特征在于，所述的橡胶防水层与电热层之间通过密封胶连接，电热层和保温层之间通过密封胶连接。
7.权利要求1-6任一所述的一种寒区隧道阻水与防冻保温一体化设施的施工方法，其特征在于，包括以下主要步骤：
预制阻水保温板的区格；
施工初次深切，待初次衬砌变形稳定后，清除表面的尖锐突出物，找平表面的凸凹之处；
将掺有抗渗微膨胀剂的C20细石混凝土均匀的涂抹在初次衬砌表面；
将阻水保温板预制区格通过热焊接的方式拼接形成一体，固定于砂浆层的表面；
施工隧道二次衬砌。
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