[發(fā)明專利]一種用于嚴寒地區(qū)高速鐵路隧道的保溫防凍結(jié)構(gòu)

在審

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• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111622784A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬勤國;趙希望;牛富俊;蔣望濤;潘衛(wèi)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(quán)）人: 中鐵隧道局集團有限公司;中鐵隧道勘察設(shè)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(wù)所(普通合伙) 61257
• 代理人: 劉艷霞

本發(fā)明公開了一種用于嚴寒地區(qū)高速鐵路隧道的保溫防凍結(jié)構(gòu)，包括：初期支護，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，為多根，各根波紋鋼管均凹折為半圓形，且與初期支護的橫斷面的形狀相一致；多根波紋鋼管均緊貼于初期支護內(nèi)壁，且沿隧道縱向并列排布；各根波紋鋼管的兩端均各位于隧道的左右兩側(cè)的底部。輕質(zhì)混凝土層，由輕質(zhì)混凝土噴射于各波紋鋼管的內(nèi)壁凝固而成；防水層，鋪設(shè)覆蓋于輕質(zhì)混凝土層內(nèi)壁面；二次襯砌，施作于防水層內(nèi)壁，且與防水層緊密貼合；保溫板，布設(shè)且覆蓋于二次襯砌的內(nèi)壁面。該保溫防凍結(jié)構(gòu)一種能夠減少和緩解圍巖及二襯凍脹變形，具有保溫作用；且能防止保溫板及隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生脫落而影響行車安全。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于寒區(qū)隧道工程保溫抗凍害技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于嚴寒地區(qū)高速鐵路隧道的保溫防凍結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】

高海拔嚴寒地區(qū)高速鐵路隧道由于冬季冷空氣的侵入，可能會導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)及周邊圍巖產(chǎn)生凍害，諸如隧道襯砌發(fā)生凍脹剝落及裂縫、隧道拱部及側(cè)墻發(fā)生局部或整體塌陷；凍融循環(huán)下結(jié)構(gòu)漏水，甚至產(chǎn)生涌水現(xiàn)象等。為了寒區(qū)隧道有效防凍，需要對隧道結(jié)構(gòu)做保溫防凍處理，據(jù)實際工程經(jīng)驗，單純的防排水技術(shù)已不能滿足襯砌的抗凍脹要求，鑒于此，隧道凍害處理需采用防排水和防凍隔溫層相結(jié)合的技術(shù)方法，確保襯砌背后地下水不凍結(jié)、排水系統(tǒng)正常運行，有效避免襯砌凍脹現(xiàn)象的發(fā)生。

傳統(tǒng)的保溫措施采用保溫板居多，常用的防凍保溫板敷設(shè)方式包括兩種，一種是表面鋪設(shè)保溫板，即在隧道二次襯砌表面鋪裝預(yù)制保溫板；另一種是中間鋪設(shè)保溫板，即在防水層和隧道二次襯砌之間采用預(yù)制保溫板現(xiàn)場鋪裝。這兩種保溫方式從理論上能起到保溫的效果，進而解決寒區(qū)隧道的凍脹災(zāi)害問題，但是兩種敷設(shè)方式均有一定缺陷。高速鐵路隧道列車風強烈，在隧道運營期間，布設(shè)在二次襯砌表面的保溫板會在列車風的作用下松動，甚至脫落，進而影響列車正常行駛；而當保溫板鋪設(shè)在二次襯砌和防水層或是二次襯砌和初次襯砌之間時，圍巖中的水分會聚集于保溫板附近，滲入至保溫板內(nèi)，不僅影響保溫板的保溫效果，同時聚集的水分在冬季發(fā)生凍結(jié)，還會造成襯砌結(jié)構(gòu)凍脹開裂。

因此，需要一種嚴寒地區(qū)高速鐵路隧道保溫防凍結(jié)構(gòu)解決上述問題，既能有效防止保溫板發(fā)生脫落而影響行車安全，又能保證保溫抗凍脹效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種用于嚴寒地區(qū)高速鐵路隧道的保溫防凍結(jié)構(gòu)，能夠減少和緩解圍巖及二襯凍脹變形，具有保溫作用；且能防止保溫板發(fā)生脫落而影響行車安全。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種用于嚴寒地區(qū)高速鐵路隧道的保溫防凍結(jié)構(gòu)，包括：初期支護，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，為多根，各根波紋鋼管均凹折為半圓形，且與初期支護的橫斷面的形狀相一致；多根波紋鋼管均緊貼于初期支護內(nèi)壁，且沿隧道縱向并列排布；各根波紋鋼管的兩端均各位于隧道的左右兩側(cè)的底部。

輕質(zhì)混凝土層，由輕質(zhì)混凝土噴射于各波紋鋼管的內(nèi)壁凝固而成；

防水層，為一復(fù)合土工布，鋪設(shè)覆蓋于輕質(zhì)混凝土層內(nèi)壁面；

二次襯砌，施作于防水層內(nèi)壁，且與防水層緊密貼合；

保溫板，布設(shè)且覆蓋于二次襯砌的內(nèi)壁面。

進一步地，在保溫板的內(nèi)壁面覆蓋有鋁板，鋁板與保溫板的橫斷面的形狀相一致，且通過連接裝置固定貼合。

進一步地，還包括排水裝置，排水裝置包括鋁合金集水槽、豎向排水管、縱向排水管、橫向排水管及中心排水溝；

鋁合金集水槽為兩個，各縱向設(shè)置于隧道的左右兩側(cè)的底部，位于同側(cè)的波紋鋼管的開口的下方，且位于仰拱下方；

縱向排水管，為兩個，分別位于一側(cè)的鋁合金集水槽的下方；

中心排水溝，位于仰拱下方，縱向開挖于隧道拱底，且沿隧道中心線；