[发明专利]一种用于严寒地区高速铁路隧道的保温防冻结构

说明书

本发明公开了一种用于严寒地区高速铁路隧道的保温防冻结构，包括：初期支护，由混凝土喷射于所述开挖隧道围岩表面凝固而成。波纹钢管，为多根，各根波纹钢管均凹折为半圆形，且与初期支护的横断面的形状相一致；多根波纹钢管均紧贴于初期支护内壁，且沿隧道纵向并列排布；各根波纹钢管的两端均各位于隧道的左右两侧的底部。轻质混凝土层，由轻质混凝土喷射于各波纹钢管的内壁凝固而成；防水层，铺设覆盖于轻质混凝土层内壁面；二次衬砌，施作于防水层内壁，且与防水层紧密贴合；保温板，布设且覆盖于二次衬砌的内壁面。该保温防冻结构一种能够减少和缓解围岩及二衬冻胀变形，具有保温作用；且能防止保温板及隧道结构发生脱落而影响行车安全。

【技术领域】

本发明属于寒区隧道工程保温抗冻害技术领域，尤其涉及一种用于严寒地区高速铁路隧道的保温防冻结构。

【背景技术】

高海拔严寒地区高速铁路隧道由于冬季冷空气的侵入，可能会导致隧道结构及周边围岩产生冻害，诸如隧道衬砌发生冻胀剥落及裂缝、隧道拱部及侧墙发生局部或整体塌陷；冻融循环下结构漏水，甚至产生涌水现象等。为了寒区隧道有效防冻，需要对隧道结构做保温防冻处理，据实际工程经验，单纯的防排水技术已不能满足衬砌的抗冻胀要求，鉴于此，隧道冻害处理需采用防排水和防冻隔温层相结合的技术方法，确保衬砌背后地下水不冻结、排水系统正常运行，有效避免衬砌冻胀现象的发生。

传统的保温措施采用保温板居多，常用的防冻保温板敷设方式包括两种，一种是表面铺设保温板，即在隧道二次衬砌表面铺装预制保温板；另一种是中间铺设保温板，即在防水层和隧道二次衬砌之间采用预制保温板现场铺装。这两种保温方式从理论上能起到保温的效果，进而解决寒区隧道的冻胀灾害问题，但是两种敷设方式均有一定缺陷。高速铁路隧道列车风强烈，在隧道运营期间，布设在二次衬砌表面的保温板会在列车风的作用下松动，甚至脱落，进而影响列车正常行驶；而当保温板铺设在二次衬砌和防水层或是二次衬砌和初次衬砌之间时，围岩中的水分会聚集于保温板附近，渗入至保温板内，不仅影响保温板的保温效果，同时聚集的水分在冬季发生冻结，还会造成衬砌结构冻胀开裂。

因此，需要一种严寒地区高速铁路隧道保温防冻结构解决上述问题，既能有效防止保温板发生脱落而影响行车安全，又能保证保温抗冻胀效果。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种用于严寒地区高速铁路隧道的保温防冻结构，能够减少和缓解围岩及二衬冻胀变形，具有保温作用；且能防止保温板发生脱落而影响行车安全。

本发明采用以下技术方案：一种用于严寒地区高速铁路隧道的保温防冻结构，包括：初期支护，由混凝土喷射于所述开挖隧道围岩表面凝固而成。

波纹钢管，为多根，各根波纹钢管均凹折为半圆形，且与初期支护的横断面的形状相一致；多根波纹钢管均紧贴于初期支护内壁，且沿隧道纵向并列排布；各根波纹钢管的两端均各位于隧道的左右两侧的底部。

轻质混凝土层，由轻质混凝土喷射于各波纹钢管的内壁凝固而成；

防水层，为一复合土工布，铺设覆盖于轻质混凝土层内壁面；

二次衬砌，施作于防水层内壁，且与防水层紧密贴合；

保温板，布设且覆盖于二次衬砌的内壁面。

进一步地，在保温板的内壁面覆盖有铝板，铝板与保温板的横断面的形状相一致，且通过连接装置固定贴合。

进一步地，还包括排水装置，排水装置包括铝合金集水槽、竖向排水管、纵向排水管、横向排水管及中心排水沟；

铝合金集水槽为两个，各纵向设置于隧道的左右两侧的底部，位于同侧的波纹钢管的开口的下方，且位于仰拱下方；

纵向排水管，为两个，分别位于一侧的铝合金集水槽的下方；

中心排水沟，位于仰拱下方，纵向开挖于隧道拱底，且沿隧道中心线；