[发明专利]用于隧道衬砌混凝土的保温保湿养生装置及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于混凝土养护技术领域，特别涉及一种用于隧道衬砌混凝土的保温保湿养生装置及其施工方法。

背景技术

隧道工程是典型的大体积混凝土工程，因为水泥水化放热的原因，会有明显的温度升高，并在温度下降过程中因体积收缩受约束而产生裂缝；另外大体积混凝土结构在浇筑后会失水收缩，也会导致明显的裂缝；又因为严寒地区的隧道由于环境温度过低，衬砌混凝土内外温度差异过大，极易因为裂缝的发生。如果在衬砌混凝土施工期就因为温度应力而产生原生裂缝，无论是隧道的渗水问题，还是因为隧道中偏压应力、环境温度等二次作用，最终必然导致原生裂缝的加大或次生裂缝的发生，不仅是对国家财产的严重损失，更留下工程安全隐患。

目前根据施工经验，隧道工程中常采用潮湿覆盖养护、浇水、掺火山灰等预防措施，此类方法在一定程度上避免了隧道衬砌混凝土的温度湿度变化过大，但其变化程度无法做到精确控制，且施工手段较为简陋，难以保证大体积衬砌混凝土温度湿度控制的整体性和稳定性。

综上可知，针对隧道衬砌混凝土这种大体积混凝土工程，主要存在以下问题：

1.水泥水化放热严重，并进而导致裂缝发生；

2.混凝土结构在浇筑后失水收缩，会导致明显的裂缝；

3.在温度过低的外部环境下，混凝土内外温差过大，导致裂缝发生；

4.隧道的衬砌绝大部分处于临空面，大面积的临空衬砌无法进行常规的地面式混凝土养护作业；

5.不同隧道具有不同的轮廓形状，没有适合各种断面形状尺寸的养护装置；

6.隧道衬砌混凝土的温度湿度变化过大，但其变化程度无法做到精确控制。

发明内容

为解决现有技术存在的上述不足，本发明提供一种用于隧道衬砌混凝土的保温保湿养生装置及其施工方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

用于隧道衬砌混凝土的保温保湿养生装置，包括：在衬砌表面由内至外依次铺设的保湿层、电热层和充气隔热层；所述充气隔热层置于截面外形与隧道截面轮廓相适应、且沿隧道纵向有一定长度的台车车架上；所述充气隔热层充气后，使隔热层、电热层、保湿层之间紧密贴合，且紧紧附着在所述衬砌外侧，通过保湿层和电热层的作用，达到对衬砌混凝土的保温保湿的养生功效。

利用保湿层可保持衬砌湿度，避免衬砌浇筑后失水收缩，避免了对衬砌的反复施水，节省人工和管理成本。电热层可对衬砌提供热量；通过电热层对混凝土的温度控制，可维持混凝土的温度，避免衬砌水化放热后温度下降过程中因体积收缩而产生裂缝。隔热层可避免衬砌混凝土内外温度差异过大而产生裂缝。隔热层通过充气膨胀，可使保湿层与衬砌外侧紧密附着，且保湿层、电热层、隔热层之间紧密贴合，提高衬砌的热吸收率，保养效果好，效率高。

台车车架的利用，使对大面积处于临空面的衬砌混凝土的养护成为可能，解决了无法对衬砌进行保湿保温养护的传统难题。

所述保湿层为立面型保湿养护膜，一侧环向附着在所述衬砌混凝土的外表面，另一侧与电热层紧密贴合。

立面型保湿养护膜，以新型可控高分子吸水材料为核心，以塑料薄膜为载体，此材料能吸收自身重量的200倍的水分，并且可以把液态水变为固态水。具有吸水快放水慢的特点，可以起到高倍节水，持久保湿，有效保温，促进早强，有效抑制微裂缝，提高耐磨度等作用。

所述电热层为带有自动温控器的低温辐射电热膜；所述低温辐射电热膜的边缘粘贴在所述隔热层上。

使用带有自动温控器的低温辐射电热膜，可以做到对衬砌混凝土温度的精确控制，确保养护效果。将电热膜粘贴在隔热层上，一方面起到对电热膜的固定作用，另一方面也可以减少热损失，提高热转化率。

所述充气隔热层为充气隔热垫，所述充气隔热垫充气后可膨胀，一侧与所述电热层贴合，另一侧铺设在所述台车车架上。

所述台车车架包括两个弧形钢架，在两个所述弧形钢架之间，沿隧道纵向连接有若干根用于铺设所述充气隔热层的钢管；所述弧形钢架与置于台车上的用于支撑固定所述弧形钢架的支撑钢架刚性连接。

台车车架的结构设计，可以很好的适应隧道的形状特点，为保温保湿层的铺设提供方便。利用台车便于移动的特点，方便施工。

所述支撑钢架包括竖向支撑钢架和横向支撑钢架，所述竖向支撑钢架的顶端与所述弧形钢架连接，底端固定于所述台车上；所述横向支撑钢架的一端与所述竖向支撑钢架连接，另一端与所述弧形钢架的端部连接。