一種高地溫隧道隔熱散熱襯砌結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種隧道襯砌結構，具體涉及一種高地溫隧道隔熱散熱襯砌結構。
【背景技術】
[0002]隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展和隧道施工技術的不斷進步，與交通建設和水資源開發(fā)有關的隧道工程和其它地下工程逐漸向長大深埋方向發(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 ;我國的西康鐵路秦嶺險道最大埋株1600米，施工期最尚地溫40 C ;zsT南尚黎貢山鐵路險道最大埋深1155米，最高地溫達到了 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測掌子面最高環(huán)境溫度67°C、鉆孔內(nèi)最高溫度82°C，為國內(nèi)罕見的高地溫條件下的水工隧洞工程。
[0003]高地溫會對隧道工程產(chǎn)生各種不利的影響和危害。高溫會影響隧道支護結構的物理力學參數(shù)(強度、彈模等)；由于溫度的不均勻分布，而在襯砌結構內(nèi)會產(chǎn)生的溫度應力會降低隧道襯砌結構體系的承載能力和耐久性；洞室內(nèi)的高溫高濕將導致機械設備的工作條件惡化、效率降低、故障增多；隧道建成運營后，由于洞內(nèi)溫度過高，將造成隧道養(yǎng)護維修困難，從而導致運營成本大幅提高。而且在考慮高地溫影響時，圍巖內(nèi)外的溫差產(chǎn)生了溫度場，而襯砌結構應力主要由溫度場產(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力。而且溫度場產(chǎn)生的拉應力值大，如將其作為不可消除荷載，結構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，對于高地溫隧道結構的隔熱散熱研宄顯得尤為必要。而目前國內(nèi)高地溫隧道襯砌支護結構主要是采取隔熱方式減輕圍巖表面溫度應力的影響，如專利號201110148520.3公開的高地溫隧道抗防熱襯砌結構，其主要作用是抗熱和耐熱，而且施工工藝過于復雜，其整體穩(wěn)定可靠性難以保證；專利號201220214957.2公開的一種地熱侵蝕條件下的隧洞襯砌用雙層結構混凝土，僅僅是采用雙層混凝土結構隔熱，沒有采用隔熱層與防水層，關于散熱方面僅僅是布置了 Φ50_的鋼管用于臨時散熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一 )要解決的技術問題
[0005]本實用新型目的在于提供一種高地溫隧道隔熱散熱襯砌結構，旨在解決現(xiàn)有的隧道襯砌結構隔熱散熱效果不佳，影響隧道襯砌結構體系的承載能力和耐久性能的問題。
[0006]( 二 )技術方案
[0007]一種高地溫隧道隔熱散熱襯砌結構，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；所述散熱片設置于環(huán)向管道底部并設置于縱向排水管道中；所述防水板通過粘結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]進一步的，所述的所述多孔泡沫混凝土為初噴，厚度為5-10cm，并全面覆蓋圍巖；所述少孔泡沫混凝土為復噴，厚度為15cm，并全面覆蓋和包裹環(huán)向管道和縱向管道構成的散熱管網(wǎng)。
[0009]進一步的，所述的多孔泡沫混凝土中加入了鋼纖維。
[0010]進一步的，所述的錨桿是中空的。
[0011]進一步的，所述的環(huán)向管道和縱向管道均為鋼管，管道直徑均為40mm-60_ ;所述的鋼管上開有微小孔洞，所述孔洞位于貼近多孔泡沫混凝土一側的鋼管表面并隨機布設，孔徑為1-3mm。
[0012]進一步的，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，所述縱向管道交錯布置連接貫通環(huán)向管道。
[0013]進一步的，所述散熱片為圓環(huán)形，外邊緣具有翻邊。
[0014]進一步的，所述的少孔泡沫混凝土表面涂抹一層粘結性隔熱涂料。
[0015]進一步的，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]本實用新型的一種高地溫隧道隔熱散熱襯砌結構，由多孔到少孔的泡沫混凝土結構、環(huán)向管道與縱向管道連成的散熱網(wǎng)、設置于環(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)有技術相比較，其具有以下有益效果:通過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，同時加入鋼纖維，由于鋼纖維具有抵抗拔出及阻裂機制，多孔泡沫混凝土的抗劈拉強度能提高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)向管道構成的散熱管網(wǎng)，利用溫差傳熱和煙囪效應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構中并疏導出襯砌。通過環(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的散熱片，增大管道與外界空氣的接觸面積，加快散熱。通過隔熱防水層形成一道新的隔熱防水線，進一步阻斷和減少熱量的傳遞。本實用新型在達到襯砌隔熱的同時提供可靠的散熱方式，較好地解決了高地溫所導致的襯砌開裂，保證了隧道襯砌混凝土的整體耐久性，開創(chuàng)了一種高地溫條件下隧道襯砌支護結構型式的新方法，為高地溫地區(qū)隧道的長久運營創(chuàng)造了良好的條件，所以就長期經(jīng)濟性而言，本實用新型值得推廣應用。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型高地溫隧道隔熱散熱襯砌結構的橫斷面結構示意圖；
[0019]圖2是本實用新型高地溫隧道隔熱散熱襯砌結構的散熱管網(wǎng)布設圖；
[0020]圖3是本實用新型高地溫隧道隔熱散熱襯砌結構的橫斷面結構局部放大示意圖；
[0021]圖4是本實用新型高地溫隧道隔熱散熱襯砌結構的散熱片布置大樣圖；
[0022]圖5是本實用新型高地溫隧道隔熱散熱襯砌結構的散熱片橫斷面圖。
[0023]附圖中的標記及零部件標注: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。
【具體實施方式】
[0024]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下將結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明，便于清楚地了解本實用新型。
[0025]如圖1-5所示，一種高地溫隧道隔熱散熱襯砌結構