[發明專利]一種用于嚴寒地區高速鐵路隧道的保溫防凍結構

在審

• 申請號: 202010613877.3
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111622784A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 馬勤國;趙希望;牛富俊;蔣望濤;潘衛東;唐標;劉石磊;王棟;馬國棟;吳元金;周川川;李治國;趙軍喜;朱行遷;高華勇;蔡征宇
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道局集團有限公司;中鐵隧道勘察設計研究院有限公司;華南理工大學
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D11/38;E21D11/00
• 代理公司: 西安維賽恩專利代理事務所(普通合伙) 61257
• 代理人: 劉艷霞

1.一種用于嚴寒地區高速鐵路隧道的保溫防凍結構，其特征在于，包括：

初期支護(1)，由混凝土噴射于所述開挖隧道圍巖表面凝固而成；

波紋鋼管(2)，為多根，各根所述波紋鋼管(2)均凹折為半圓形，且與所述初期支護(1)的橫斷面的形狀相一致；多根所述波紋鋼管(2)均緊貼于所述初期支護(1)內壁，且沿隧道縱向并列排布；各根所述波紋鋼管(2)的兩端均各位于所述隧道的左右兩側的底部；

輕質混凝土層(3)，由輕質混凝土噴射于各所述波紋鋼管(2)的內壁凝固而成；

防水層(4)，為一復合土工布，鋪設覆蓋于所述輕質混凝土層(3)內壁面；

二次襯砌(5)，施作于所述防水層(4)內壁，且與所述防水層(4)緊密貼合；

保溫板(6)，布設且覆蓋于所述二次襯砌(5)的內壁面。

2.根據權利要求1所述的一種用于嚴寒地區高速鐵路隧道的保溫防凍結構，其特征在于，在所述保溫板(6)的內壁面覆蓋有鋁板(7)，所述鋁板(7)與所述保溫板(6)的橫斷面的形狀相一致，且通過連接裝置固定貼合。

3.根據權利要求1或2所述的一種用于嚴寒地區高速鐵路隧道的保溫防凍結構，其特征在于，還包括排水裝置，所述排水裝置包括鋁合金集水槽(8)、豎向排水管(9)、縱向排水管(10)、橫向排水管(11)及中心排水溝(12)；

所述鋁合金集水槽(8)為兩個，各縱向設置于所述隧道的左右兩側的底部，位于同側的所述波紋鋼管(2)的開口的下方，且位于仰拱下方；

縱向排水管(10)，為兩個，分別位于一側的所述鋁合金集水槽(8)的下方；

中心排水溝(12)，位于仰拱下方，縱向開挖于隧道拱底，且沿隧道中心線；

豎向排水管(9)，為多個，豎向連接于同側的所述鋁合金集水槽(8)和縱向排水管(10)間，多個所述豎向排水管(9)在縱向上間隔排布；

橫向排水管(11)，為多個，在同一側中，各所述橫向排水管(11)的一端均連接于同側的所述縱向排水管(10)的側壁上，且與所述縱向排水管(10)相連通；各所述橫向排水管(11)的另一端伸至所述中心排水溝(12)內。

4.根據權利要求3所述的一種用于嚴寒地區高速鐵路隧道的保溫防凍結構，其特征在于，所述輕質混凝土采用纖維高強度輕質混凝土，由以下重量份的原料制成：硅酸鹽水泥100份；高鋁水泥10份；聚丙烯纖維0.0576份；發泡劑0.17份；水30份。

5.根據權利要求4所述的一種用于嚴寒地區高速鐵路隧道的保溫防凍結構，其特征在于，所述聚丙烯纖維長度為3mm，直徑為25～100μm，密度為0.6～0.9g/cm³；所述發泡劑為可發性聚苯乙烯粉，其直徑為0.75～1.1mm，密度為30kg/m³。

6.根據權利要求5所述的一種用于嚴寒地區高速鐵路隧道的保溫防凍結構，其特征在于，在所述輕質混凝土中添加有增稠劑，所述增稠劑的重量為輕質混凝土中水泥重量的16.5％；所述增稠劑由以下重量份的原料組成：硅粉：10份；聚合物乳液：5份；減水劑0.0926份；可發性聚苯乙烯粉：2.67份。

7.根據權利要求2所述的一種用于嚴寒地區高速鐵路隧道的保溫防凍結構，其特征在于，所述連接裝置為多個螺釘，均垂直貫通于所述保溫板(6)和鋁板(7)。

8.根據權利要求1-7中任一項所述的一種嚴寒地區高速鐵路保溫防凍結構的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、在已開挖隧道內施作初期支護(1)；

步驟二、貼于所述初期支護(1)施做半圓型波紋鋼管(2)，沿隧道縱向、且緊貼于所述初期支護(1)的內壁并列排布；

步驟三、朝向各所述波紋鋼管(2噴射10cm厚的輕質混凝土，形成輕質混凝土層(3)；

步驟四、貼于所述輕質混凝土層(3)鋪設復合土工布防水層(4)；

步驟五、在所述防水層(4)內壁面施作二次襯砌(5)；

步驟六、在基底澆筑混凝土基座(13)，所述基座(13)為兩個，且均沿隧道縱向方向排布；

步驟七、在所述二次襯砌(5)內壁鋪設保溫板(6)；

步驟八、在所述保溫板(6)內表面鋪設鋁板，在所述鋁板(7)上垂直貫穿螺釘，并貫穿所述保溫板(6)，固定于二次襯砌(5)。