[實用新型]一種季節性凍土地區的隧道工程防凍結構

有效

• 申請號: 201120364545.2
• 申請日: 2011-09-23
• 公開（公告）號: CN202250107U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 張學富;陳俊平;林東明;周元輔
• 申請（專利權）人: 廈門市路橋咨詢監理有限公司
• 主分類號: E21D11/38
• 分類號: E21D11/38
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 劉勇

技術領域

本實用新型涉及隧道結構，尤其是涉及一種季節性凍土地區的隧道工程防凍結構。

背景技術

大量的工程實踐表明，在季節性凍土區修筑隧道時存在難以解決的凍脹難題。隧道穿過季節性凍土區，因熱平衡導致季節性凍土在高溫季節時凍土中的冰融化，而在低溫季節時凍土中的水結成冰，從而對隧道的支護結構產生凍脹作用。凍脹作用是造成季節性凍土隧道出現病害的主要原因。為了將季節性凍土隧道病害控制在工程運營允許的范圍之內，目前國內外對季節性凍土區隧道工程基本是采用“防止凍結”的原則進行設計，即采用鋪設保溫材料等措施。這樣的措施雖然對解決季節性凍土區隧道工程病害起到了一定的作用，但其成本過高，且對整個隧道保持凍結的效果不理想。因此這些措施通常只是在特殊區段才采用，不適于普遍采用。這些措施在當今全球環境逐漸變暖的大趨勢下面臨很大挑戰。目前，如何防止季節性凍土隧道的病害問題，是一個至今還難以解決的世界性難題。

公開號為CN102140922A的中國發明申請公開一種新型隧道防凍隔溫層，其具有良好的防凍隔溫效果，且易于操作，施工難度小，材料利用率高。本實用新型一種新型隧道防凍隔溫層，包括隧道二次襯砌層，其特征在于：隧道二次襯砌層外表面由內向外依次設置有保溫材料層、界面劑層、砂漿層和防火涂料層。

專利號為CN2702054的中國實用新型專利公開一種用于寒冷地區隧道凍害防治的防凍隔溫層，其能有效防止寒冷地區隧道滲漏和凍害，既可應用于既有隧道的整治，又可應用于新建隧道。隧道襯砌結構包括初期支護、防水層和二次襯砌，防水層與二次襯砌之間設置有防凍隔溫層。即將完善的防排水系統與防凍隔溫層結合起來，防治隧道滲漏和凍害。也可將防凍隔溫層設置在二次襯砌表面。防凍隔溫層的厚度按以下公式計算：δ/λ×s＝Ln[1+(d/r)]/2π×λ₂×1式中：δ-隔溫材料厚度，m；λ₁-隔溫層材料的導熱系數，w/(m·k)；S-隔溫材料的傳熱面積，m2；d-圍巖的厚度(即實測的圍巖最大凍結深度)，m；r-隧道的當量半徑為，m；λ₂-圍巖的導熱系數，w/(m·k)；l-圓筒的長度，m。

公開號為CN101225744的發明專利申請公開一種凍融凍脹地區特長公路隧道抗防凍保溫隔熱層的敷設方法，其做法為：A.隧道內各處溫度的確定：根據隧道所處環境溫度計算出隧道內各點的氣溫值。B.保溫隔熱層長度的確定：根據A步得到的隧道內各點的氣溫值，對于隧道進、出口襯砌年最低溫度小于0℃的部位，則敷設保溫隔熱層，保溫隔熱層的長度達到隧道深部襯砌的年最低溫度大于0℃處；而對于隧道深部襯砌年最低溫度大于0℃處，則不敷設保溫隔熱層。該方法尤其適用于凍融凍脹地區特長公路隧道抗防凍保溫隔熱層的敷設，其材料消耗小，敷設成本大幅度降低，日常維護方便。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種成本低、施工維護方便、能有效保護凍土的季節性凍土地區的隧道工程防凍結構。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

本實用新型設有至少2根防凍管，各防凍管呈拱形橫向設于隧道襯砌結構中，并且位于防水層與二次襯砌之間，防凍管的一端穿過隧道左側底部的凍土區并向下延伸，防凍管另一端穿過隧道右側底部的凍土區并向下延伸，各防凍管之間設有沿隧道縱向的間距，各防凍管內封閉有空氣。

所述防凍管最好為圓形銅質防凍管，直徑可為5～10cm，相鄰2根防凍管沿隧道縱向的間距可為0.5～5m。防凍管的兩端端口封閉。防凍管的兩端端口距凍土區下限至少5m。

所述防凍管外部好設有防凍管定位件，定位件可為定位鋼筋，定位鋼筋設于防凍管兩側。定位鋼筋不僅可對防凍管定位，而且可與防凍管共同承受外部荷載。

所述防凍管的數量及相鄰2根防凍管之間的間距可根據隧道工程的實際情況來設計。

與現有技術比較，本實用新型的有益效果為：