一種高地溫隧道隔熱散熱襯砌結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種隧道襯砌結(jié)構(gòu)，具體涉及一種高地溫隧道隔熱散熱襯砌結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和隧道施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，與交通建設(shè)和水資源開(kāi)發(fā)有關(guān)的隧道工程和其它地下工程逐漸向長(zhǎng)大深埋方向發(fā)展，高地溫病害也逐漸成為地下工程的一大難題。比如國(guó)外的瑞士辛普倫隧道最大埋深2136米，施工期最高地溫55.40C ;我國(guó)的西康鐵路秦嶺險(xiǎn)道最大埋株1600米，施工期最尚地溫40 C ;zsT南尚黎貢山鐵路險(xiǎn)道最大埋深1155米，最高地溫達(dá)到了 60°C ;新疆公格爾一布侖口水電站發(fā)電引水隧洞高地溫洞段實(shí)測(cè)掌子面最高環(huán)境溫度67°C、鉆孔內(nèi)最高溫度82°C，為國(guó)內(nèi)罕見(jiàn)的高地溫條件下的水工隧洞工程。
[0003]高地溫會(huì)對(duì)隧道工程產(chǎn)生各種不利的影響和危害。高溫會(huì)影響隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的物理力學(xué)參數(shù)(強(qiáng)度、彈模等)；由于溫度的不均勻分布，而在襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力會(huì)降低隧道襯砌結(jié)構(gòu)體系的承載能力和耐久性；洞室內(nèi)的高溫高濕將導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備的工作條件惡化、效率降低、故障增多；隧道建成運(yùn)營(yíng)后，由于洞內(nèi)溫度過(guò)高，將造成隧道養(yǎng)護(hù)維修困難，從而導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)成本大幅提高。而且在考慮高地溫影響時(shí)，圍巖內(nèi)外的溫差產(chǎn)生了溫度場(chǎng)，而襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力主要由溫度場(chǎng)產(chǎn)生，根據(jù)襯砌厚度的敏感性分析，增大襯砌厚度并不能明顯改善襯砌應(yīng)力。而且溫度場(chǎng)產(chǎn)生的拉應(yīng)力值大，如將其作為不可消除荷載，結(jié)構(gòu)所需的配筋量也十分大，但在溫度作用下配置大量的鋼筋并不能抑制混凝土自身收縮產(chǎn)生裂縫。所以，對(duì)于高地溫隧道結(jié)構(gòu)的隔熱散熱研宄顯得尤為必要。而目前國(guó)內(nèi)高地溫隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)主要是采取隔熱方式減輕圍巖表面溫度應(yīng)力的影響，如專利號(hào)201110148520.3公開(kāi)的高地溫隧道抗防熱襯砌結(jié)構(gòu)，其主要作用是抗熱和耐熱，而且施工工藝過(guò)于復(fù)雜，其整體穩(wěn)定可靠性難以保證；專利號(hào)201220214957.2公開(kāi)的一種地?zé)崆治g條件下的隧洞襯砌用雙層結(jié)構(gòu)混凝土，僅僅是采用雙層混凝土結(jié)構(gòu)隔熱，沒(méi)有采用隔熱層與防水層，關(guān)于散熱方面僅僅是布置了 Φ50_的鋼管用于臨時(shí)散熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]本發(fā)明目的在于提供一種高地溫隧道隔熱散熱襯砌結(jié)構(gòu)，旨在解決現(xiàn)有的隧道襯砌結(jié)構(gòu)隔熱散熱效果不佳，影響隧道襯砌結(jié)構(gòu)體系的承載能力和耐久性能的問(wèn)題。
[0006]( 二 )技術(shù)方案
[0007]一種高地溫隧道隔熱散熱襯砌結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括初襯、錨桿、環(huán)向管道、縱向管道、散熱片；其中所述的環(huán)向管道和縱向管道均設(shè)置于少孔泡沫混凝土中；所述的初襯由多孔泡沫混凝土和少孔泡沫混凝土組成；所述錨桿的端部與環(huán)向管道相連；所述的縱向管道與環(huán)向管道相連；所述散熱片設(shè)置于環(huán)向管道底部并設(shè)置于縱向排水管道中；所述防水板通過(guò)粘結(jié)性隔熱涂料粘貼在少孔泡沫混凝土表面，所述防水板表面粘貼有一層隔熱卷材。
[0008]進(jìn)一步的，所述的所述多孔泡沫混凝土為初噴，厚度約為5-10cm，并全面覆蓋圍巖；所述少孔泡沫混凝土為復(fù)噴，厚度約為15cm，并全面覆蓋和包裹環(huán)向管道和縱向管道構(gòu)成的散熱管網(wǎng)。
[0009]進(jìn)一步的，所述的多孔泡沫混凝土中加入了鋼纖維。
[0010]進(jìn)一步的，所述的錨桿是中空的。
[0011]進(jìn)一步的，所述的環(huán)向管道和縱向管道均為鋼管，管道直徑均約為40mm-60_ ;所述的鋼管上開(kāi)有微小孔洞，所述孔洞位于貼近多孔泡沫混凝土一側(cè)的鋼管表面并隨機(jī)布設(shè)，孔徑約為l_3mm。
[0012]進(jìn)一步的，所述的環(huán)向管道與錨桿采用焊接方式連接；所述的縱向管道與環(huán)向管道采用三通接頭連接，其中環(huán)向管道底端伸入縱向管道中，縱向管道伸出隧道外并向上彎折，其伸出部分均套有多個(gè)緊密相貼的散熱片；所述環(huán)向管道的布置間距為2-4m，所述縱向管道交錯(cuò)布置連接貫通環(huán)向管道。
[0013]進(jìn)一步的，所述散熱片為圓環(huán)形，外邊緣具有翻邊。
[0014]進(jìn)一步的，所述的少孔泡沫混凝土表面涂抹一層粘結(jié)性隔熱涂料。
[0015]進(jìn)一步的，所述的隔熱卷材采用離心玻璃纖維棉或者陶瓷耐火纖維紙。
[0016](三)有益效果
[0017]本發(fā)明的一種高地溫隧道隔熱散熱襯砌結(jié)構(gòu)，由多孔到少孔的泡沫混凝土結(jié)構(gòu)、環(huán)向管道與縱向管道連成的散熱網(wǎng)、設(shè)置于環(huán)向管道底部的散熱片、隔熱防水層組成的多層隔熱體系及散熱通道。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，其具有以下有益效果:通過(guò)多孔鋼纖維泡沫混凝土和錨桿穩(wěn)固隧道圍巖，多孔泡沫混凝土能起到良好的隔熱功能，同時(shí)加入鋼纖維，由于鋼纖維具有抵抗拔出及阻裂機(jī)制，多孔泡沫混凝土的抗劈拉強(qiáng)度能提高50%以上，并且減少了多孔泡沫混凝土裂紋的產(chǎn)生，提高耐久性。通過(guò)環(huán)向管道與錨桿的連接，縱向管道與環(huán)向管道的連接，并且縱向管到最終伸出隧道外彎折向上，然后復(fù)噴一層少孔泡沫混凝土完全覆蓋和包裹縱向管道與環(huán)向管道構(gòu)成的散熱管網(wǎng)，利用溫差傳熱和煙囪效應(yīng)散熱及泡沫混凝土的隔熱性能，有效地將圍巖中的熱量隔絕于初襯結(jié)構(gòu)中并疏導(dǎo)出襯砌。通過(guò)環(huán)向管道底部、縱向管道伸出隧道外彎折向上的部分以及布設(shè)的散熱片，增大管道與外界空氣的接觸面積，加快散熱。通過(guò)隔熱防水層形成一道新的隔熱防水線，進(jìn)一步阻斷和減少熱量的傳遞。本發(fā)明在達(dá)到襯砌隔熱的同時(shí)提供可靠的散熱方式，較好地解決了高地溫所導(dǎo)致的襯砌開(kāi)裂，保證了隧道襯砌混凝土的整體耐久性，開(kāi)創(chuàng)了一種高地溫條件下隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)型式的新方法，為高地溫地區(qū)隧道的長(zhǎng)久運(yùn)營(yíng)創(chuàng)造了良好的條件，所以就長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)性而言，本發(fā)明值得推廣應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明高地溫隧道隔熱散熱襯砌結(jié)構(gòu)的橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明高地溫隧道隔熱散熱襯砌結(jié)構(gòu)的散熱管網(wǎng)布設(shè)圖；
[0020]圖3是本發(fā)明高地溫隧道隔熱散熱襯砌結(jié)構(gòu)的橫斷面結(jié)構(gòu)局部放大示意圖；
[0021]圖4是本發(fā)明高地溫隧道隔熱散熱襯砌結(jié)構(gòu)的散熱片布置大樣圖；
[0022]圖5是本發(fā)明高地溫隧道隔熱散熱襯砌結(jié)構(gòu)的散熱片橫斷面圖。
[0023]附圖中的標(biāo)記及零部件標(biāo)注:1.少孔泡沫混凝土、2.多孔泡沫混凝土、3.錨桿、4.環(huán)向管道、5.縱向管道、6.散熱片、7.粘結(jié)性隔熱涂料、8.防水板、9.隔熱卷材、10.防水隔熱層、11.初襯、12.二襯、13.圍巖、14.翻邊。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，便于清楚地了解本發(fā)明。
[0025]如圖1-5所示，一種高