CN111365071A - 一种寒区隧道水沟保温系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种寒区隧道水沟保温系统，所述保温系统包括侧沟保温结构、中心水沟保温结构、侧沟延伸保温结构和电辅热结构；所述侧沟保温结构和中心水沟保温结构均由预制保温板和预制保温盖板组成，所述预制保温板包括若干块横截面呈U型的保温单板；所述侧沟延伸保温结构为连接在隧道侧沟端头的保温圆管；所述电辅热结构为布置在保温单板底部保温内芯与其内侧保护框架之间的电加热丝。该寒区隧道水沟保温系统包含了集水、隧道内保温排水、洞外排水等功能，避免隧道内水沟结冰，消除水沟冻胀病害和行车运营安全隐患，完美适用于寒区隧道水沟的保温，既保证了水沟内水在严寒季节不结冰，又能避免深埋等高难度工程。
Description
技术领域
本发明涉及隧道保温技术领域，具体涉及一种寒区隧道水沟保温系统。
背景技术
我国西北、东北存在大量高寒地带，在这些区域建设高铁以及普通铁路具有极大的困难，尤其是隧道内防排水系统的保温，至今仍是一个很大的挑战，若处理不好防排水系统的保温，很容易形成冻胀病害，影响铁路运行安全，尤其侧沟和中心水沟，发生流水结冰情况，会使得水漫过排水截面，冻结轨道，使列车无法行走，因此做好隧道防排水系统尤其是水沟的保温防冻非常重要。
现阶段我国在高寒地区的隧道一般采用深埋中心水沟、修建防寒泄水洞、侧沟使用保温盖板等方式来预防水沟结冰，但是存在以下缺点：(1)中心深埋水沟及隧底横沟均需设置在当地最大冻结线以下，在较差地层如软岩地层施工时，初期支护仰拱无法及时封闭，容易导致初期支护变形过大甚至开裂；在较好地层施工时，则必须采用爆破手段才能保证功能所需要的设计深度，但又容易危及拱墙稳定性；(2)深埋保温盲沟开槽设置在初支之外的深槽内，在较差地层施工时，只能在初期支护施工完成以后，再回头掏槽施工保温盲沟，会剪断初期支护连接筋并凿除部分超前支护；在较好地层施工时，保温盲沟的埋设深度难以保证或者会严重影响盲沟沟槽两侧钢架的稳定性；(3)深埋水沟的施工极大影响隧道内工序安排，隧道内空间有限，造成施工进度较慢但这些措施极大地增加了工程的难度和成本，延缓工期。
因此，寒区隧道的水沟需要有效且易于安装的保温措施，既能保证水沟内水在严寒季节不结冰，也能避免深埋等高难度工程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种寒区隧道水沟保温系统，其既能保证水沟内水在严寒季节不结冰，又能避免深埋等高难度工程。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种寒区隧道水沟保温系统，所述保温系统包括侧沟保温结构、中心水沟保温结构、侧沟延伸保温结构和电辅热结构；
所述侧沟保温结构和中心水沟保温结构均由预制保温板和预制保温盖板组成，所述预制保温板包括若干块横截面呈U型的保温单板，所述保温单板由保护框架和保温内芯组成，所述保护框架包裹在保温内芯的内外侧表面，相邻保温单板之间通过框架连接件连接，且所有保温单板依次串接后通过框架端盖封堵首尾两块保温单板的外侧端部；
所述侧沟延伸保温结构为连接在隧道侧沟端头的保温圆管；
所述电辅热结构为布置在保温单板底部保温内芯与其内侧保护框架之间的电加热丝。
进一步改进在于，所述预制保温盖板的横截面呈倒“凸”字型。
进一步改进在于，所述保护框架由内部壳体和外部壳体组成，内部壳体和外部壳体之间通过阴阳卡槽组装固定。
进一步改进在于，所述框架连接件的两侧面以及框架端盖的其中一侧面均形成有用于保护框架插接的插槽。
进一步改进在于，所述保温内芯为真空绝热保温材料或者聚氨酯材料制成，所述保护框架由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯材料制成。
进一步改进在于，所述保温单板中部分保温单板的侧壁开有用于连接隧道导水管的穿孔，且在穿孔内设有马鞍型密封件，所述马鞍型密封件与保温单板的侧壁之间通过结构胶粘接。
进一步改进在于，所述保温圆管包括均呈圆筒型的保护外壳、保护内壳和真空绝热保温芯板，所述保护外壳支撑在真空绝热保温芯板的外表面，所述保护内壳支撑在真空绝热保温芯板的内表面，且保护外壳由两个半圆筒型外壳体拼接组成，保护内壳由两个半圆筒型内壳体拼接组成。
进一步改进在于，所述半圆筒型外壳体或半圆筒型内壳体用于拼接的其中一边形成有凸条，用于拼接的另一边形成有卡口条，两个半圆筒型外壳体或半圆筒型内壳体拼接时，所述凸条对应卡入卡口条内；
所述凸条的横截面呈圆形，所述卡口条的横截面呈带缺口的圆环形。
进一步改进在于，所述保护外壳和保护内壳均由PVC材料制成。
进一步改进在于，所述电加热丝呈S型布置。
本发明的有益效果在于：该寒区隧道水沟保温系统包含了集水、隧道内保温排水、洞外排水等功能，避免隧道内水沟结冰，消除水沟冻胀病害和行车运营安全隐患，完美适用于寒区隧道水沟的保温，既保证了水沟内水在严寒季节不结冰，又能避免深埋等高难度工程。
附图说明
图1为寒区隧道水沟保温系统中部分结构截面示意图；
图2为预制保温板和预制保温盖板的截面图；
图3为保护框架的结构示意图；
图4为框架连接件的结构示意图；
图5为图4中B-B剖面图；
图6为框架端盖的结构示意图；
图7为图6中C-C剖面图；
图8为连接隧道泄水管的保温单板结构示意图；
图9为在施工时预制保温板的安装示意图；
图10为保温圆管的横截面示意图；
图11为图10中A部分的放大图；
图12为电加热丝的布置示意图；
图中：1、预制保温板；11、保护框架；12、保温内芯；13、框架连接件；14、框架端盖；15、插槽；16、穿孔；17、马鞍型密封件；18、结构胶；2、预制保温盖板；3、保温圆管；31、保护外壳；32、保护内壳；33、真空绝热保温芯板；34、凸条；35、卡口条；4、电加热丝；5、侧沟模板。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
结合图1至图12所示，一种寒区隧道水沟保温系统，保温系统包括侧沟保温结构、中心水沟保温结构、侧沟延伸保温结构和电辅热结构；
保温系统中的侧沟保温结构和中心水沟保温结构均由预制保温板1和预制保温盖板2组成，预制保温板1包括若干块横截面呈U型的保温单板，保温单板由保护框架11和保温内芯12组成，保护框架11包裹在保温内芯12的内外侧表面(两端部无需包裹)，起到支撑、保护的作用，相邻保温单板之间通过框架连接件13连接，安装时不留缝隙，保证排水通畅与保温效果，且所有保温单板依次串接后通过框架端盖14封堵首尾两块保温单板的外侧端部，用于保护内部保温材料；预制保温盖板2的横截面呈倒“凸”字型，其内部也嵌装有保温内芯12，保证保温效果。
保护框架11由内部壳体和外部壳体组成，内部壳体和外部壳体之间通过阴阳卡槽组装固定。
框架连接件13的两侧面以及框架端盖14的其中一侧面均形成有用于保护框架11插接的插槽15。
保温内芯12为真空绝热保温材料或者聚氨酯材料制成，也可采用其他保温材料，保护框架11由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯材料制成，保护框架11在保证强度的同时，还具有耐碱、耐低温性能。
保温单板中部分保温单板的侧壁开有用于连接隧道导水管的穿孔16，且在穿孔16内设有马鞍型密封件17，马鞍型密封件17与保温单板的侧壁之间通过结构胶18粘接。为了适应不同隧道使用，可定制尺寸，在需要连接导水管处预先开穿孔16，便于紧密连接。
在施工时，U型预制保温板1可预先安装在侧沟钢模外部，并且挑选带有穿孔16的产品布置于泄水洞出水口位置，使用马鞍型密封件17连接固定泄水管，不仅可保证保温的密闭性，而且可防止泄水孔在施工过程中的移位形象发生。然后搭建侧沟模板5浇筑，待侧沟下部混凝土浇筑完成后，脱模，便留下尺寸与洞内侧沟相同的预制侧沟面，保证水流通畅。侧沟完成后，在上部安装预制保温盖板2，形成四面全方位密闭保温空间，确保保温效果。
保温系统中的侧沟延伸保温结构为连接在隧道侧沟端头的保温圆管3，保温圆管3包括均呈圆筒型的保护外壳31、保护内壳32和真空绝热保温芯板33，保护外壳31支撑在真空绝热保温芯板33的外表面，保护内壳32支撑在真空绝热保温芯板33的内表面，且保护外壳31由两个半圆筒型外壳体拼接组成，保护内壳32由两个半圆筒型内壳体拼接组成。
半圆筒型外壳体或半圆筒型内壳体用于拼接的其中一边形成有凸条34，用于拼接的另一边形成有卡口条35，凸条34的横截面呈圆形，卡口条35的横截面呈带缺口的圆环形，缺口的宽度小于凸条34的直径。两个半圆筒型外壳体或半圆筒型内壳体拼接时，凸条34对应卡入卡口条35内，形成稳定拼接，十分方便。
保护外壳31和保护内壳32均由PVC材料制成，该高分子材料具有高强度、耐低温、耐碱性等优点。
该保温圆管3连接到隧道侧沟端头，引流隧道内侧沟流水，可有效防止水流结冰；保温圆管3使用真空绝热保温芯板33作为保温芯材，外部使用高强度、耐低温、耐碱性的PVC高分子材料作为支撑保护壳，可以预埋于混凝土管内部，增强排水截面的保温性能，且施工难度低、成本低。在具体施工时，凭借真空绝热保温芯板33的韧性，可以弯曲成圆管形状，粘贴于预制保护壳体内；在用混凝土浇筑预制混凝土管时，将保温圆管3安装于内模外侧，然后浇筑混凝土，预制成混凝土保温管，混凝土保温管再通过接头与隧道侧沟连接，引流隧道内侧沟流水。
保温系统中的电辅热结构为布置在保温单板底部保温内芯12与其内侧保护框架11之间的电加热丝4，并且电加热丝4呈S型布置，作用在于保证严寒地区靠近隧道口位置水沟流水不结冰，且依靠保温内芯12优异的保温性能，达到节能保温的效果。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种寒区隧道水沟保温系统，其特征在于：所述保温系统包括侧沟保温结构、中心水沟保温结构、侧沟延伸保温结构和电辅热结构；
所述侧沟保温结构和中心水沟保温结构均由预制保温板(1)和预制保温盖板(2)组成，所述预制保温板(1)包括若干块横截面呈U型的保温单板，所述保温单板由保护框架(11)和保温内芯(12)组成，所述保护框架(11)包裹在保温内芯(12)的内外侧表面，相邻保温单板之间通过框架连接件(13)连接，且所有保温单板依次串接后通过框架端盖(14)封堵首尾两块保温单板的外侧端部；
所述侧沟延伸保温结构为连接在隧道侧沟端头的保温圆管(3)；
所述电辅热结构为布置在保温单板底部保温内芯(12)与其内侧保护框架(11)之间的电加热丝(4)。
2.根据权利要求1所述的一种寒区隧道水沟保温系统，其特征在于：所述预制保温盖板(2)的横截面呈倒“凸”字型。
3.根据权利要求1所述的一种寒区隧道水沟保温系统，其特征在于：所述保护框架(11)由内部壳体和外部壳体组成，内部壳体和外部壳体之间通过阴阳卡槽组装固定。
4.根据权利要求1所述的一种寒区隧道水沟保温系统，其特征在于：所述框架连接件(13)的两侧面以及框架端盖(14)的其中一侧面均形成有用于保护框架(11)插接的插槽(15)。
5.根据权利要求1所述的一种寒区隧道水沟保温系统，其特征在于：所述保温内芯(12)为真空绝热保温材料或者聚氨酯材料制成，所述保护框架(11)由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种寒区隧道水沟保温系统，其特征在于：所述保温单板中部分保温单板的侧壁开有用于连接隧道导水管的穿孔(16)，且在穿孔(16)内设有马鞍型密封件(17)，所述马鞍型密封件(17)与保温单板的侧壁之间通过结构胶(18)粘接。
7.根据权利要求1所述的一种寒区隧道水沟保温系统，其特征在于：所述保温圆管(3)包括均呈圆筒型的保护外壳(31)、保护内壳(32)和真空绝热保温芯板(33)，所述保护外壳(31)支撑在真空绝热保温芯板(33)的外表面，所述保护内壳(32)支撑在真空绝热保温芯板(33)的内表面，且保护外壳(31)由两个半圆筒型外壳体拼接组成，保护内壳(32)由两个半圆筒型内壳体拼接组成。
8.根据权利要求7所述的一种寒区隧道水沟保温系统，其特征在于：所述半圆筒型外壳体或半圆筒型内壳体用于拼接的其中一边形成有凸条(34)，用于拼接的另一边形成有卡口条(35)，两个半圆筒型外壳体或半圆筒型内壳体拼接时，所述凸条(34)对应卡入卡口条(35)内；
所述凸条(34)的横截面呈圆形，所述卡口条(35)的横截面呈带缺口的圆环形。
9.根据权利要求8所述的一种寒区隧道水沟保温系统，其特征在于：所述保护外壳(31)和保护内壳(32)均由PVC材料制成。
10.根据权利要求1所述的一种寒区隧道水沟保温系统，其特征在于：所述电加热丝(4)呈S型布置。
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