[發明專利]一種寒區隧道保溫復合支護系統及其支護方法

在審

• 申請號: 201410563293.4
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104329103A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 謝永利;張玉偉;李又云;李盈燦;許昱
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: E21D11/38
• 分類號: E21D11/38;E21D20/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于隧道保護領域，具體涉及一種寒區隧道保溫復合支護系統及其支護方法。

背景技術

目前我國已經建成大量的高寒隧道，由于修筑技術缺陷，許多在服役隧道都出現了不同程度的凍害問題，主要病害有襯砌凍脹開裂、酥碎剝落、拱頂掛冰、道床翻漿、路面結冰等，這些病害嚴重損害了隧道的服役壽命，并嚴重威脅著行車安全。

為解決寒區隧道凍害問題，主要有兩種解決思路，即供熱法和保溫法：供熱法有電伴熱保溫法、地源熱泵供熱法等，如公開號為CN102296972A專利申請所公開的“一種寒區隧道電伴熱主動保溫防凍設施及其施工方法”、公開號為CN101672189B和CN101672188B的專利公開的“地源熱泵加熱系統”，都是采用了電能轉化為熱能，實現對隧道進行供熱，達到防凍保溫的目的，供熱法不可避免的存在費用高、效率低、資源消耗大、污染環境等缺陷；保溫法有設置防風保溫門、敷設保溫層等，如公開號CN202300522U專利所申請的“一種隧道保溫門”、公開號CN203145962U專利所申請的“一種泡沫混凝土夾芯的隧道防凍保溫層”，都設置保溫措施實現防寒保溫，保溫門的缺陷會影響車輛通行而純粹設置保溫層會由于施工、凍脹力等因素造成保溫層破壞，因此，上述幾種方法都存在或多或少的缺陷。

并且，人們研究的主要精力集中在發生凍脹的其中一個因素——溫度，而忽視了另一種重要因素——水，圍巖破碎，支護體系背后存在空洞等，都為水源的匯聚提供了條件，從而具備了發生凍脹的兩個關鍵條件，假如能完全切斷水源，就不會發生凍脹，而實際上要完全切斷水源是不可能實現的。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術存在的缺陷和不足，提供一種保溫效果好、能有效解決高寒隧道凍害問題的寒區隧道保溫復合支護系統及其支護方法。

為實現上述目的，本發明提供的寒區隧道保溫復合支護系統采用以下技術方案：包括由內向外設置的注漿錨桿、初期支護、緩沖氣墊保溫層和二次襯砌，所述緩沖氣墊保溫層包括由內向外設置的防水層、氣墊層、隔熱層。

進一步的，所述初期支護和二次襯砌之間還設置有噴砂層，所述噴砂層的厚度為5cm。

進一步的，所述氣墊層包括若干獨立的氣室，所述氣室內氣壓為0.7-1.0Mpa。

進一步的，所述防水層采用高分子EVA復合防水材料，隔熱層采用聚苯乙烯泡沫塑料。

進一步的，所述注漿錨桿采用自進式注漿錨桿，長度為5m。

進一步的，所述初期支護包括鋼拱架，鋼筋網和噴射混凝土，噴射混凝土厚25cm。

進一步的，所述二次襯砌厚度為50cm，采用素混凝土直接澆筑。

本發明提供的寒區隧道保溫復合支護方法，包括以下步驟：

步驟1)，隧道開挖，設計輪廓線后，采用鉆機將注漿錨桿打入圍巖設計深度，采用壓漿機分別對注漿錨桿進行注漿加固；

步驟2)，施作初期支護，首先架立鋼拱架，掛鋼筋網，然后噴射混凝土層，最終形成初期支護；

步驟3)，在初期支護上施作噴砂層，采用噴漿機將濕砂直接噴射于初期支護表面，形成噴砂層，修整成型至噴砂層表面不存在尖銳物；

步驟4)，在噴砂層表面敷設緩沖氣墊保溫層，使兩者完全密貼；所述緩沖氣墊保溫層包括由內向外設置的防水層、氣墊層、隔熱層；

步驟5)，澆筑二次襯砌，使用二次襯砌模板臺車整體澆筑，二次襯砌采用素混凝土。

進一步的，所述步驟4)敷設緩沖氣墊保溫層后，在緩沖氣墊保溫層表面敷設一層土工布。

進一步的，所述氣墊層包括若干獨立的氣室，所述氣室內氣壓為0.8Mpa。

與現有技術相比，本發明具提供的支護系統具有以下有益的技術效果：本發明設置有注漿錨桿，通過注漿錨桿對圍巖進行注漿，一方面能夠起到加固圍巖的作用，另一方面可以填充破碎圍巖的縫隙，起到注漿堵水的作用，另外注漿錨桿與注漿圍巖形成一體的加固圈，有利于減小凍脹力；噴射混凝土表面設置噴砂層，表面平整保證了緩沖氣墊保溫層施工時不被尖銳物破壞；通過設置緩沖氣墊保溫層，既能夠起到保溫作用，也能夠吸收產生的凍脹力，從而減小凍脹對二次襯砌的危害。本支護系統防凍保溫效果好，并且當凍脹力發生時能緩沖凍脹力對二次襯砌的損害，耐久性好，服役時間長，后期運營管理費用低。