专利名称：高原冻土隧道复合式保温衬砌结构的制作方法
技术领域：
高原冻土隧道复合式保温衬砌结构技术领域[0001]本实用新型属于隧道施工技术领域，尤其是涉及一种高原冻土隧道复合式保温 衬砌结构。
背景技术：
[0002]在青藏高原腹地施工隧道时，由于隧道的轨面海拔很高，通常在4千米7百左 右，其隧道的洞身全部位于冻岩中，地质岩层复杂，集饱冰冻土、富冰冻土、裂隙冰、 泥砂岩等恶劣地质于一体，因而在如此高海拔、高寒、缺氧和多年冻土地区修建隧道 时，国内外都没有经验可以借鉴。隧道的施工技术与平原非冻土地区有很大的区别，其 施工十分困难。隧道施工过程中如何保护冻土是施工的技术关键，因此，必须研究相应 的施工方法以减小施工热扰问题，减小施工爆破对冻土的影响。同时，冻土隧道防水保 温系统的有效性是整个隧道工程质量的保证，也是防治隧道病害的重要因素，因此必须 研究一套相应的施工方法及相应的隧道内部结构，来保证防水保温系统、高寒条件下冻 土隧道混凝土衬砌及喷射混凝土的施工质量及耐久性能。实用新型内容[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高 原冻土隧道复合式保温衬砌结构，其结构简单、设计合理、施工步骤简单、施工方便且 使用效果好，能有效减小隧道洞内与地层之间的热量交换，起到保护冻土、防止隧道渗 水、防止冻胀病害等作用。[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种高原冻土隧道复合 式保温衬砌结构，其特征在于包括对施工隧道进行支护的初期支护体系、设置在初期 支护体系上的中间保温间隔层和布设在中间保温间隔层上的二次衬砌，所述二次衬砌为 钢筋混凝土衬砌，所述初期支护体系、中间保温间隔层和二次衬砌均为对施工隧道进行 整体加固与保护的全环式结构；所述中间保温间隔层包括布设在初期支护体系上的复合 防水板、布设在复合防水板上的隔热保温层和布设在隔热保温层上的防水保护层，所述 初期支护体系、复合防水板、隔热保温层、防水保护层和二次衬砌由内至外进行布设且 共同组成一个对高原冻土隧道进行防水与保温的复合式衬砌结构。[0005]所述防水保护层为防水板。[0006]所述隔热保温层的厚度为lcm。[0007]所述中间保温间隔层还包括一层无纺布，所述无纺布铺设在施工隧道的拱部与 隧底的防水保护层上。[0008]所述复合防水板为EVA复合防水板。[0009]所述隔热保温层为聚氨酯泡沫板。[0010]所述无纺布为规格为大于300g/m2的土工布。[0011]本实用新型与现有技术相比具有以下优点[0012]1、结构简单、设计合理且施工步骤简单，施工方便，投入成本较低。[0013]2、采用复合式衬砌结构，共分别以下五层初期支护体系、复合防水板、隔热 保温层、防水保护层和钢筋混凝土衬砌(即二次衬砌)，其中间保温间隔层(即隧道防水 及隔热保温层)按“防水板+隔热层+防水保护层”的结构形式，沿隧道全长全断面铺 设，使得隧道二次衬砌和初期支护结构(具体指地层)完全隔离，减小了隧道洞内与地层 之间的热量交换，起到保护冻土、防止隧道渗水、防止冻胀病害等作用。同时，防水板 采用渗膜热合机双焊缝焊接无钉铺设，保温板采用聚氨酯粘合材料进行胶合，因而铺设 非常简便。[0014]3、使用效果好，能有效解决高原冻土隧道施工中所存在的防水保温问题，能够 防止冻土、冻岩融化、冻融圈扩大、暖季漏水、寒季挂冰，冰漫道床、排水系统冻结以 及衬砌混凝土冻胀开裂、酥碎、剥落，减少冻胀病害等。[0015]4、推广应用前景广泛。[0016]综上所述，本实用新型结构简单、设计合理、施工步骤简单、施工方便且使用 效果好，能有效减小隧道洞内与地层之间的热量交换，起到保护冻土、防止隧道渗水、 防止冻胀病害等作用。[0017]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0018]图1为本实用新型的结构示意图。[0019]附图标记说明[0020]1-施工隧道；2-初期支护体系；3-中间保温间隔层；[0021]4-二次衬砌。
具体实施方式
[0022]如图1所示，本实用新型包括对施工隧道1进行支护的初期支护体系2、设置在 初期支护体系2上的中间保温间隔层3和布设在中间保温间隔层3上的二次衬砌4，所述 二次衬砌4为钢筋混凝土衬砌，所述初期支护体系2、中间保温间隔层3和二次衬砌4均 为对施工隧道1进行整体加固与保护的全环式结构。所述中间保温间隔层3包括布设在 初期支护体系2上的复合防水板、布设在所述复合防水板上的隔热保温层和布设在所述 隔热保温层上的防水保护层，所述初期支护体系2、复合防水板、隔热保温层、防水保护 层和二次衬砌4由内至外进行布设且共同组成一个对高原冻土隧道进行防水与保温的复 合式衬砌结构。实际施工时，所采用隔热保温层的厚度为5cm士 lcm。[0023]本实施例中，所述防水保护层为防水板，同时所述中间保温间隔层3还包括一 层无纺布，所述无纺布铺设在施工隧道1的拱部与隧底的防水保护层上，并且所述无纺 布具体为规格为大于300g/m2的土工布。所述复合防水板为EVA复合防水板。所述隔 热保温层为聚氨酯泡沫板。[0024]实际施工过程中，初期支护体系2和二次衬砌4中所用的混凝土均为耐久性混 凝土，抗渗性为S8。所述复合防水板的性能指标要求如下拉伸强度2l5MPa，断裂伸 长率^ 300%，低温柔性_35°C无裂纹，抗渗透性水压0.2MPa下保持24h无渗透，剪切状态下的粘合性2 5N/mm，厚度> 1.0mm，而且要耐穿刺性、耐低温、耐水性、 无毒性、耐腐蚀性、耐菌性等性能。因而，所述复合防水板选用EVA复合防水板(乙 烯——醋酸乙烯板)，密度0.92g/ml，厚度1.2mm，宽1.9m，完全能满足上述复合防水 板的性能要求。所述防水保护层中采用无纺布进行铺设时，无纺布具体铺设在施工隧 道1的拱部及隧底，同时实际施工时，也可以采用1 2mm厚的CPU防水涂料或粘贴 一层PVC薄膜作为防水保护层，防水保护层的主要作用是防止二次衬砌4施工过程中对 隔热保温层产生危害并加大防漏水安全系数。所述隔热保温层的主要性能为导热系数 < 0.03W/m.K,抗压强度20.5MPa，体积吸水率<3%，自重>60kg/m3，弹性模量E > 7 lOMPa，老化寿命>50年，具有一定的弹性，具有低毒性，因此本实施例中，选用 厚5cm的聚氨酯泡沫板作为保温层材料。[0025] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡 是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变 化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种高原冻土隧道复合式保温衬砌结构，其特征在于包括对施工隧道(1)进行 支护的初期支护体系O)、设置在初期支护体系(2)上的中间保温间隔层(3)和布设在中 间保温间隔层⑶上的二次衬砌G)，所述二次衬砌⑷为钢筋混凝土衬砌，所述初期支 护体系O)、中间保温间隔层(3)和二次衬砌(4)均为对施工隧道(1)进行整体加固与保 护的全环式结构；所述中间保温间隔层(3)包括布设在初期支护体系(2)上的复合防水 板、布设在所述复合防水板上的隔热保温层和布设在所述隔热保温层上的防水保护层， 所述初期支护体系O)、复合防水板、隔热保温层、防水保护层和二次衬砌由内至外 进行布设且共同组成一个对高原冻土隧道进行防水与保温的复合式衬砌结构。
2.按照权利要求1所述的高原冻土隧道复合式保温衬砌结构，其特征在于所述防 水保护层为防水板。
3.按照权利要求1或2所述的高原冻土隧道复合式保温衬砌结构，其特征在于所述 隔热保温层的厚度为km±lcm。
4.按照权利要求2所述的高原冻土隧道复合式保温衬砌结构，其特征在于所述中 间保温间隔层(3)还包括一层无纺布，所述无纺布铺设在施工隧道(1)的拱部与隧底的防 水保护层上。
5.按照权利要求1或2所述的高原冻土隧道复合式保温衬砌结构，其特征在于所述 复合防水板为EVA复合防水板。
6.按照权利要求3所述的高原冻土隧道复合式保温衬砌结构，其特征在于所述隔 热保温层为聚氨酯泡沫板。
7.按照权利要求4所述的高原冻土隧道复合式保温衬砌结构，其特征在于所述无 纺布为规格为大于300g/m2的土工布。
专利摘要本实用新型公开了一种高原冻土隧道复合式保温衬砌结构，包括对施工隧道进行支护的初期支护体系、设置在初期支护体系上的中间间隔层和布设在中间间隔层上的二次衬砌，初期支护体系、中间间隔层和二次衬砌均为对施工隧道进行整体加固与保护的全环式结构；中间间隔层包括布设在初期支护体系上的复合防水板、布设在复合防水板上的隔热保温层和布设在隔热保温层上的防水保护层，初期支护体系、复合防水板、隔热保温层、防水保护层和二次衬砌由内至外布设且共同组成一个复合式衬砌结构。本实用新型结构简单、设计合理、施工步骤简单、施工方便且使用效果好，能有效减小隧道洞内与地层间的热量交换，起到保护冻土、防止隧道渗水、防止冻胀病害等作用。
文档编号E21D11/38GK201810321SQ20102024084
公开日2011年4月27日 申请日期2010年6月28日 优先权日2010年6月28日
发明者仲维玲, 任少强, 吴应明, 张永鸿, 张爱玲, 李培安, 李景超, 王永顺, 郭朋超, 陈文珍 申请人:中铁二十局集团有限公司