CN115126512A - 一种隧道保温减震元件及其施工方法 - Google Patents
一种隧道保温减震元件及其施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115126512A CN115126512A CN202210741844.6A CN202210741844A CN115126512A CN 115126512 A CN115126512 A CN 115126512A CN 202210741844 A CN202210741844 A CN 202210741844A CN 115126512 A CN115126512 A CN 115126512A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tunnel
- shock
- rubber
- insulation
- construction method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000013016 damping Methods 0.000 title description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims abstract description 41
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 39
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 229920005558 epichlorohydrin rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/38—Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
本发明属于隧道配套结构相关技术领域，并公开了一种隧道保温减震元件，该隧道保温减震元件采用橡胶隔震垫的形式，并且沿着隧道周向方向依次布置在初期支护与二次衬砌之间，其中橡胶隔震垫贴近初期支护的第一侧面为平整表面，并且通过多个膨胀螺栓与初期支护之间进行固定；橡胶隔震垫贴近二次衬砌的第二侧面呈彼此间隔的锯齿形表面结构，并且在相邻锯齿形表面结构之间形成有独立的孔状结构；该第二侧面通过防水层与二次衬砌之间进行贴合。本发明还公开了相应的施工方法。通过本发明，能够更加有效地同步解决现有隧道的保温以及减震防震问题，同时具备结构紧凑、高效节能、便于施工和环境适应性好等优点。
Description
技术领域
本发明属于隧道配套结构相关技术领域，更具体地，涉及一种隧道保温减震元件及其施工方法。
背景技术
目前在各类工程建设中均普遍使用到隧道。例如，对于一些地理环境复杂的铁路工程，隧道施工构成了关键性的工艺环节之一。根据相关资料统计，建设于寒区的铁路隧道半数以上发生了不同程度的冻害，其中部分隧道冻害程度较为严重。此外，近年来世界范围内发生的一些地震事件，对各类隧道也造成大小不一的损害。近年来，这些日益突出的隧道防震问题逐渐引起了重视。
针对以上隧道冻害及防震问题，以往已采取了许多治理方法，如铺设保温层、加电热板，设计地震预警等，但效果仍然有限。专利检索发现，现有技术已经提出了少量隧道保温或防震方案。例如，CN212608355U提出了一种季节性公路隧道保温结构，其中通过喷涂透明的隔热层来实现衬砌保温功能。CN206220980U公开了一种严寒地区隧道防寒保温结构，其中通过设置阻燃硬质聚氨酯泡沫保温材料层、抗裂砂浆层和热镀锌钢丝网层等，由此实现对隧道的防寒保温。又如，CN11451769A公开了一种抗震管片、隧道抗震管片支护结构及抗震方法，等等。
然而，进一步的研究表明，上述现有技术仍然存在以下的缺陷或不足：首先，此类保温结构的保温效果有限，往往仅能实现简单的耗能加热功能，或是具备一定的隔热功能但耐久性较差，且在施工效率和材料成本等方面存在不足；其次，现有方案上对于隧道构造的减震防震功能考虑不足，尤其是，若隧道运营后出现较大地震，隧道衬砌不可避免会受损。因此，如何尽量避免地震造成衬砌结构的损害，还能起到隔热保温目的，研发一种新型结构或施工工艺已显得迫在眉睫。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或需求，本发明的目的在于提供一种隧道保温减震元件及其施工方法，其中通过对整个元件的构造组成及其运行机理重新进行设计，同时围绕其施工工艺的关键条件等方面进行针对性改进，相应能够更加有效地同步解决现有隧道的保温及减震问题，同时具备结构紧凑、高效节能、便于施工和环境适应性好等优点，因而尤其适用于寒区高速铁路隧道或者地震风险区隧道的应用场合。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种隧道保温减震元件，其特征在于，该隧道保温减震元件采用橡胶隔震垫的形式，并且沿着隧道周向方向依次布置在初期支护与二次衬砌之间，其中：
所述橡胶隔震垫贴近初期支护的第一侧面为平整表面，并且通过多个膨胀螺栓与初期支护之间进行固定；
所述橡胶隔震垫贴近二次衬砌的第二侧面呈彼此间隔的锯齿形表面结构，并且在相邻锯齿形表面结构之间形成有独立的孔状结构；此外，该第二侧面通过防水层与二次衬砌之间进行贴合。
作为进一步优选地，所述橡胶隔震垫优选采用下列材质的一种或其组合：丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、氯醚橡胶、硅橡胶。
作为进一步优选地，所述橡胶隔震垫的关键结构参数优选设计如下：平均厚度为4cm～8cm，一般以-40℃～100℃条件下的使用压力小于3.0MPa。
作为进一步优选地，所述锯齿形表面结构优选为均匀的阵列式排列的条状结构，也可以是阵列式或梅花形布置的点状结构，并且其最大凸出高度为3cm以上；此外，锯齿带或锯齿块净距优选为6cm～10cm，所相邻之间的通道结构还可兼做排水通道。
作为进一步优选地，所述隧道优选为寒区高速铁路隧道或者地震风险区隧道。
按照本发明的另一方面，还提供了相应的施工方法，其特征在于，该施工方法包括下列步骤：
步骤一，对初期支护进行表面平整化处理，并确保无空鼓、裂缝或疏松；
步骤二，将橡胶隔震垫的第一侧面贴近初期支护，然后通过多个膨胀螺栓进行固定；
步骤三，将橡胶隔震垫的第二侧面贴近二次衬砌，并黏附或铺挂防水层；接着，将防水层与橡胶隔震垫进行焊接悬挂，同时在边墙位置进行引孔处理。
作为进一步优选地，在步骤一中，对初期支护的表面平整化处理优选要求其表面平整度满足D/L≤1/50，其中D表示基面上相邻两凸面之间的凹陷深度，L表示基面上相邻两凸面之间的距离。
作为进一步优选地，在步骤二中，对于每张橡胶隔震垫，优选采用四排环向、三排纵向的方式来布置膨胀螺栓。
作为进一步优选地，在步骤二中，所述膨胀螺栓的布置环向间距优选为30cm左右，并且纵向和环向之间均设置有20mm以内的间隙。
作为进一步优选地，在步骤三中，采用采用热熔焊枪将将防水层与橡胶隔震垫进行焊接悬挂，同时在边墙位置采用波纹管引孔。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下技术优点：
(1)本发明充分结合隧道的环境及运行特点进行考虑，并在此基础上对整个元件的构造组成尤其是工作机理重新进行了改进设计，相应能够有效地同步解决现有隧道的保温减震问题，并且还能够有效防止隧道结构被地震震坏，减小地震冲击波对结构的冲击；
(2)本发明还通过对橡胶隔振垫的具体结构及关键性能参数作出了进一步针对性改进，较多的实际工程测试表明，这些具体结构及工作参数能够更好地提供保温减震效果，相应可有效解决现有技术功能单一的问题，并显著提高施工效率，降低成本；
(3)本发明的隧道保温减震元件整体结构紧凑、便于安装和施工、环境适应性强，是一种经济节能、高效高质量的保温减震手段，因而尤其适用于寒区高速铁路隧道或者地震风险区隧道之类对象的应用场合。
附图说明
图1是按照本发明的隧道保温减震元件的主体结构示意图；
图2是用于示范性显示按照本发明的隧道保温减震元件设置于隧道时的结构剖视图；
图3是按照本发明的隧道保温减震元件的布置平面示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-初期支护；2-二次衬砌；3-橡胶隔震垫；4-防水层；5-膨胀螺栓；51-安装间隙。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是按照本发明的隧道保温减震元件的主体结构示意图。如图1所示，该隧道保温减震元件采用橡胶隔震垫3的形式，并且沿着隧道周向方向依次布置在初期支护1与二次衬砌2之间，并同时起到保温和减震的两个功能。
更具体而言，所述橡胶隔震垫3贴近初期支护1的第一侧面31被设计为平整表面，并且通过多个膨胀螺栓5与初期支护1之间进行固定；所述橡胶隔震垫3贴近二次衬砌2的第二侧面被设计为呈彼此间隔的锯齿形表面结构，并且在相邻锯齿形表面结构之间形成有独立的孔状结构；此外，该第二侧面通过防水层4与二次衬砌2之间进行贴合。
通过以上构思，首先橡胶隔震垫依靠本身的材质特性能够起到较好的减震效果，同时依靠光滑表面及多个膨胀螺栓的定位，能够高效、精准地固定到隧道的初期支护上；更重要的是，通过将橡胶隔震垫的另一侧面设计为彼此间隔的锯齿形表面结构，并且通过黏附或铺挂防水层来形成独立的孔状结构，这样一方面可以依靠锯齿形表面结构为二次衬砌形成缓冲层，另一方面独立孔状结构还可用于在在防水层及二次衬砌附近形成密封的气囊空间且起到良好的保温作用，相应同步兼顾了隧道保温及减震的两大功能。此外，多个膨胀螺栓还可布置在各个独立控制结构之中，由此进一步使得布置空间紧凑化，同时便于施工建造和质量控制。
按照本发明的一个优选实施例，所述橡胶隔震垫的关键结构参数优选设计如下：平均厚度为4cm～8cm，-40℃～100℃条件下的使用压力小于3.0MPa。
按照本发明的另一优选实施例，所述锯齿形表面结构优选为均匀的阵列式排列，并且其最大凸出高度为3cm以上，锯齿带或锯齿块净距优选为6cm～10cm。
所述橡胶隔震垫的材质其选择原则为：一是具有良好的延展性，二是具有良好的耐久性，特别是耐酸、耐碱能力强，三是是无毒、不易着火的橡胶，四是价格要相对低廉。
下面将具体解释说明按照本发明的隧道保温减震元件的施工工艺过程。
首先，对初期支护进行表面平整化处理，并确保无空鼓、裂缝或输送。
在此步骤中，对初期支护的表面平整化处理优选要求其表面平整度满足D/L≤1/50，其中D表示基面上相邻两凸面之间的凹陷深度，L表示基面上相邻两凸面之间的距离。
接着，将橡胶隔震垫的具备平整表面的第一侧面贴近初期支护，然后通过多个膨胀螺栓进行固定。
在此步骤中，譬如可采用M12膨胀螺栓进行固定。按照本发明的一个优选实施例，对于每张橡胶隔震垫，优选采用4排环向、3排纵向的方式来布置膨胀螺栓。此外，所述膨胀螺栓的布置环向间距优选为30cm左右，并且纵向和环向之间均设置有20mm以内的安装间隙51。
最后，将橡胶隔震垫的具备锯齿形结构的第二侧面贴近二次衬砌，并黏附或铺挂防水层；接着，将防水层与橡胶隔震垫进行焊接悬挂，同时在边墙位置进行引孔处理。
在此步骤中，譬如可采用热熔焊枪将防水板与橡胶减震垫进行焊接悬挂，但不得焊伤等，并在边墙位置采用波纹管引孔，以排初支衬砌背后积水、流水。
综上，按照本发明的隧道保温减震元件整体结构紧凑、便于安装和施工，能够有效防止隧道结构被地震震坏，减小地震冲击波对结构的冲击，同时兼备防寒保温要求，是一种经济节能、高效高质量的综合处理手段，因而尤其适用于寒区高速铁路隧道或者地震风险区隧道之类对象的应用场合，并具备广阔的应用前景。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种隧道保温减震元件，其特征在于，该隧道保温减震元件采用橡胶隔震垫(3)的形式，并且沿着隧道周向方向依次布置在初期支护(1)与二次衬砌(2)之间，其中：
所述橡胶隔震垫(3)贴近初期支护(1)的第一侧面为平整表面，并且通过多个膨胀螺栓(5)与初期支护(1)之间进行固定；
所述橡胶隔震垫(3)贴近二次衬砌(2)的第二侧面呈彼此间隔的锯齿形表面结构，并且在相邻锯齿形表面结构之间形成有独立的孔状结构；此外，该第二侧面通过防水层(4)与二次衬砌(2)之间进行贴合。
2.如权利要求1所述的一种隧道保温减震元件，其特征在于，所述橡胶隔震垫(3)优选采用下列材质的一种或其组合：丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、氯醚橡胶、硅橡胶。
3.如权利要求1或2所述的一种隧道保温减震元件，其特征在于，所述橡胶隔震垫(3)的关键结构参数优选设计如下：平均厚度为4cm～8cm，-40℃～100℃条件下的使用压力小于3.0MPa。
4.如权利要求1-3任意一项所述的一种隧道保温减震元件，其特征在于，所述锯齿形表面结构优选为均匀的阵列式排列，并且其最大凸出高度为3cm以上；此外，锯齿带或锯齿块净距优选为6cm～10cm，相邻之间的通道结构还可兼做排水通道。
5.如权利要求1-4任意一项所述的一种隧道保温减震元件，其特征在于，所述隧道优选为寒区高速铁路隧道或者地震风险区隧道。
6.一种隧道保温减震施工方法，其特征在于，该施工方法采用如权利要求1-4任意一项所述的元件，并且包括下列步骤：
步骤一，对初期支护进行表面平整化处理，并确保无空鼓、裂缝或疏松；
步骤二，将橡胶隔震垫的第一侧面贴近初期支护，然后通过多个膨胀螺栓进行固定；
步骤三，将橡胶隔震垫的第二侧面贴近二次衬砌，并黏附或铺挂防水层；接着，将防水层与橡胶隔震垫进行焊接悬挂，同时在边墙位置进行引孔处理。
7.如权利要求6所述的一种隧道保温减震施工方法，其特征在于，在步骤一中，对初期支护的表面平整化处理优选要求其表面平整度满足D/L≤1/50，其中D表示基面上相邻两凸面之间的凹陷深度，L表示基面上相邻两凸面之间的距离。
8.如权利要求6或7所述的一种隧道保温减震施工方法，其特征在于，在步骤二中，对于每张橡胶隔震垫，优选采用四排环向、三排纵向的方式来布置膨胀螺栓。
9.如权利要求6-8任意一项所述的一种隧道保温减震施工方法，其特征在于，在步骤二中，所述膨胀螺栓的布置环向间距优选为30cm左右，并且纵向和环向之间均设置有20mm以内的间隙。
10.如权利要求6-9任意一项所述的一种隧道保温减震施工方法，其特征在于，在步骤三中，采用采用热熔焊枪将将防水层与橡胶隔震垫进行焊接悬挂，同时在边墙位置采用波纹管引孔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210741844.6A CN115126512A (zh) | 2022-06-28 | 2022-06-28 | 一种隧道保温减震元件及其施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210741844.6A CN115126512A (zh) | 2022-06-28 | 2022-06-28 | 一种隧道保温减震元件及其施工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115126512A true CN115126512A (zh) | 2022-09-30 |
Family
ID=83380111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210741844.6A Pending CN115126512A (zh) | 2022-06-28 | 2022-06-28 | 一种隧道保温减震元件及其施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115126512A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117801392A (zh) * | 2024-03-01 | 2024-04-02 | 中裕铁信交通科技股份有限公司 | 一种隧道衬砌用橡胶减震垫及其制备方法和应用 |
-
2022
- 2022-06-28 CN CN202210741844.6A patent/CN115126512A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117801392A (zh) * | 2024-03-01 | 2024-04-02 | 中裕铁信交通科技股份有限公司 | 一种隧道衬砌用橡胶减震垫及其制备方法和应用 |
| CN117801392B (zh) * | 2024-03-01 | 2024-05-14 | 中裕铁信交通科技股份有限公司 | 一种隧道衬砌用橡胶减震垫及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115126512A (zh) | 一种隧道保温减震元件及其施工方法 | |
| CN105864581A (zh) | 一种多功能性复合保温层 | |
| CN108331596B (zh) | 一种寒区公路隧道泡沫玻璃保温层复合防火涂料的施工方法 | |
| CN114197255B (zh) | 城市轨道交通减振扣件 | |
| CN106195528A (zh) | 一种复合保温层 | |
| CN116516741A (zh) | 高架双线轨道降噪系统 | |
| CN107587392A (zh) | 一种弹条ⅲ型分开式减震扣件 | |
| CN211691096U (zh) | 一种隔热保温屋顶 | |
| CN212336465U (zh) | 一种斜柱体楼板 | |
| WO2019024613A1 (zh) | 支护用波纹板组件 | |
| CN205877596U (zh) | 一种多功能性复合保温层 | |
| CN219386855U (zh) | 一种基于建筑垃圾再生骨料的保温型墙板 | |
| CN114293407A (zh) | 一种扣件板下防杂散电流系统 | |
| CN210118542U (zh) | 用于管道的中空复合降噪结构 | |
| CN210369436U (zh) | 被动式建筑轻型保温外墙板结构 | |
| CN207259880U (zh) | 一种弹条ⅲ型分开式减震扣件 | |
| CN220415370U (zh) | 一种装配式地下工程缓冲层支护结构 | |
| CN219473095U (zh) | 一种保温结构及蒸汽输送管道 | |
| CN110725335A (zh) | 一种顶端设置动静荷载减震保护系统的地下结构保护体系 | |
| CN214785627U (zh) | 新型保温整体式仿古地板砖 | |
| CN215389745U (zh) | 一种新型pm聚酯衬板 | |
| CN217300603U (zh) | 一种寒区隧道保温结构 | |
| CN214368530U (zh) | 一种支吊架承压衬垫构造 | |
| CN211645994U (zh) | 一种斜拉索梁端密封结构 | |
| CN219241943U (zh) | 一种适用于寒区隧道用的自粘充气式保温排水板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |