[發明專利]一種高地溫公路隧道隔熱支護結構及施工方法

在審

• 申請號: 202011302564.2
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112664234A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 許島;張丙文;潘海波;陳斯玨;胡文喜;張昱;王習進;祁義輝;何利佳
• 申請（專利權）人: 中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D11/38
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉楠;李余江

本發明公開了一種高地溫公路隧道隔熱支護結構及施工方法，包括圍巖、初期支護、隔熱層、防水層和二次襯砌，所述初期支護由鋼纖維混凝土覆蓋于圍巖表面，隔熱層采用硬質聚氨酯隔熱材料噴涂于初期支護表面，防水層采用無紡布和耐熱防水卷材鋪設在隔熱層表面，二次襯砌模筑于防水層外側。本發明通過合理改善噴射混凝土耐久性能，機械化噴涂隔熱材料，提升防水卷材耐熱性，有效解決高地溫惡劣條件引起噴射混凝土耐久性差、作業環境溫度高以及二次襯砌開裂等問題，為高地溫公路隧道可持續運營提供良好的環境條件。

技術領域

本發明涉及一種高地溫公路隧道隔熱支護結構，屬于隧道工程襯砌結構技術領域。

背景技術

隨著我國公路建設的迅猛發展，公路隧道的數量日益增多，建設過程中不可避免會穿越高地熱地層，因此，高地溫病害也逐漸成為公路隧道建設的一大難題。襯砌結構混凝土硬化過程中受高溫影響，水化熱釋放受阻，導致混凝土力學性能下降，進而引起襯砌結構承載能力；二次襯砌結構內外側溫度差異較大，極易產生溫度應力導致二襯混凝土開裂，影響二襯結構運營階段安全性，無法滿足設計使用年限。此外，未采取有效的隔熱措施減少或阻斷熱量傳輸，對運營階段的人員檢查、維修以及設備正常運行帶來極大困難。因此，高地熱公路隧道隔熱支護結構的研究極為重要。

目前對于隧道隔熱支護結構已經有了部分創新型研究，在現有技術中，公開號為CN202073573U的實用新型專利公開的一種高地溫隧道抗防熱襯砌結構，它包括圍巖、初期支護和二次襯砌，初期支護覆蓋于圍巖表面，二次襯砌砌筑于初期支護以內，所述初期支護由噴射陶粒混凝土形成，在初期支護以內還設置有隔熱層和防排水隔熱復合層，該隔熱層由模筑陶?；炷列纬伞Ｈ欢涓魺釋硬捎酶魺岚暹M行拼接，施工工藝較復雜，現場實施極為困難；且隔熱板與初期支護噴射混凝土之間存在空洞，緊貼較難；未提及拼接縫如何處理，隔熱效果較難保證。公開號為CN108561162A的發明專利公開了一種超高溫隧道支護結構及使用方法，它包括初期支護結構和二次襯砌結構，其關鍵技術是在初噴層和復噴層之間埋置水循環管道，在復噴層和二次襯砌結構之間設置耐高溫防水板和擠塑聚苯板，耐高溫防水板表面粘貼擠塑聚苯板。其施工方法包括混凝土初噴，在初噴層表面布設水循環管道，復噴，鋪設耐高溫防水板和擠塑聚苯板，澆筑二次襯砌結構。其技術方案通過內置循環水管實現降溫，但是在支護應力條件下，循環水管的一旦破壞將造成混凝土侵蝕、隔熱層材料失效、結構滲流水等危害。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種高地溫公路隧道隔熱支護結構及其施工方法，通過噴涂硬質聚氨酯封閉初期支護，進而減少或阻斷熱量傳輸至二次襯砌，保證二次襯砌混凝土在高地溫環境下承載能力不降低，具有良好的抗熱、耐熱性能；避免二次襯砌混凝土因溫度應力影響出現開裂，確保隧道襯砌結構耐久性。從而解決高地溫狀態下公路隧道洞內施工環境較高和運營階段隧道支護結構安全性問題。

本發明是這樣實現的：

一種高地溫公路隧道隔熱支護結構，包括圍巖、初期支護、隔熱層、防水層和二次襯砌，前述的初期支護由鋼纖維混凝土覆蓋于圍巖表面，隔熱層采用硬質聚氨酯隔熱材料噴涂于初期支護表面，防水層采用無紡布和耐熱防水卷材鋪設在隔熱層表面，二次襯砌模筑于防水層外側。

進一步的，前述的初期支護為鋼纖維混凝土。

進一步的，前述的隔熱層是按照1:1的質量比混合異氰酸酯和聚氨酯硬泡組合聚醚制成混合料，通過聚氨酯噴涂機將混合料噴涂于初期支護表面，發泡形成隔熱結構層。

進一步的，前述的防水層是由熱熔襯墊及射釘將無紡布固定于隔熱層表面，并將耐熱防水卷材緊貼無紡布構成的。

該高地溫公路隧道支護結構的施工方法，其特征在于包括以下步驟：

1)隧道開挖完成后，先對圍巖進行噴霧降溫，再噴射鋼纖維混凝土，厚度為10～12cm，形成初期支護；