專利名稱：一種寒區(qū)隧道電伴熱主動保溫防凍設(shè)施及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隧道保溫防凍設(shè)施的施工方法，特別是一種寒區(qū)隧道電伴熱主動保溫防凍設(shè)施的施工方法。
背景技術(shù)：
季節(jié)性寒區(qū)公路隧道一般是越嶺隧道，由于其周圍環(huán)境常年出水成流，而使得隧道洞口段的二次襯砌表面表現(xiàn)為洞頂?shù)醣?、邊墻掛冰溜等，這樣給行車帶來很高的危險性。同時，凍害還對隧道混凝土帶來眾多的結(jié)構(gòu)破壞如襯砌混凝土表面風(fēng)化嚴(yán)重、拱頂開裂、側(cè)壁擠出等。在隧道使用一段時間后，由于滲漏和凍害，二次襯砌背后的水排不出，圍巖的凍融循環(huán)會加速隧道二次襯砌的破壞，并且，隧道圍巖在凍脹過程中的水分遷移增強(qiáng)了凍脹的破壞性。為了保證隧道襯砌不出現(xiàn)上述災(zāi)害，目前隧道的抗凍措施主要有供熱法、防寒門法和敷設(shè)隔熱材料法，其中，供熱法能量消耗太大而不宜使用；防寒門法由于干擾行車，使用較少；敷設(shè)隔熱材料法是近些年來興起并獲得隧道界高度重視的一項保溫技術(shù)，在襯砌混凝土表面直接敷設(shè)保溫隔熱層的表面隔熱處理方法更為合理、可靠。隨著我國公路建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，公路隧道技術(shù)的不斷進(jìn)步，對于在寒冷地區(qū)的公路隧道而言，如果仍舊采用在襯砌混凝土表面直接敷設(shè)保溫隔熱層的表面隔熱處理方法，這種方法不能使得二次襯砌表面的溫度穩(wěn)定的保持在o°c以上，不能起到預(yù)想的效果。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種寒區(qū)隧道電伴熱主動保溫防凍設(shè)施的施工方法，該方法所提供的保溫防凍設(shè)施可以主動保溫設(shè)施，其結(jié)構(gòu)簡單， 施作、維修更換方便，采用本方法建設(shè)的保溫防凍設(shè)施可以有效地避免寒區(qū)公路隧道洞口段的二次襯砌受凍融凍脹的破害。為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案
一種寒區(qū)隧道電伴熱主動保溫防凍設(shè)施的施工方法按下列步驟進(jìn)行 步驟一，將加熱電纜布置在隧道二次襯砌表面，并用線卡固定加熱電纜； 步驟二，將溫度控制器與加熱電纜連接，并將溫度控制器和加熱電纜均與電源連接； 步驟三，將控溫探頭連接于溫度控制器上，并將該控溫探頭置于加熱電纜旁側(cè)； 步驟四，在加熱電纜上布置保溫板，在保溫板上布置40mmX 3mm扁鋼，扁鋼之間的間距為450mm，再用膨脹螺栓依次穿過扁鋼和保溫板固定保溫板；
步驟五，在保溫板表面布置防火板，并用自攻螺釘依次穿過防火板和扁鋼固定防火板， 同時在防火板上遇到膨脹螺栓頭的地方開孔使防火板緊貼扁鋼，進(jìn)而完成施工操作。上述施工方法的其他技術(shù)特征為
所述加熱電纜通過三級斷路器與電源連接；所述溫度控制器通過接觸器與電源連接。所述保溫板為酚醛泡沫輔鋁箔保溫板。
所述防火板為玻璃纖維增強(qiáng)硅酸蓋板。本發(fā)明的另一目的是提供一種寒區(qū)隧道電伴熱主動保溫防凍設(shè)施。所采用的技術(shù)方案是一種寒區(qū)隧道電伴熱主動保溫防凍設(shè)施，該設(shè)施依上述施工方法建造。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的技術(shù)效果
(1)本發(fā)明的方法施工簡單而方便，所用材料均是相關(guān)領(lǐng)域常用的材料，進(jìn)而取材及成本亦較便利。(2)采用本發(fā)明的方法在隧道洞口段襯砌施作的保溫防凍設(shè)施可以主動保持圍巖的最低溫度在0° C以上，使得隧道洞口襯砌不會凍裂結(jié)冰。(3)采用本發(fā)明的方法在隧道洞口段襯砌施作的保溫防凍設(shè)施可以最大限度的降低能耗。(4)該方法尤其適用于寒區(qū)公路隧道洞口段襯砌的保溫，通過本發(fā)明的方法所建設(shè)的保溫抗凍設(shè)施環(huán)保、節(jié)能且施作及維修方便，設(shè)施的主動保溫特性更增顯了其智能化。


圖1為本發(fā)明的方法所建造的設(shè)施的局部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1的II-II剖視圖3為本發(fā)明的方法所建造的設(shè)施的電路圖。以下結(jié)合實施例與附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實施例方式本發(fā)明的施工方法，具體采用下列步驟進(jìn)行
步驟一，將加熱電纜布置在隧道二次襯砌表面，并用線卡固定加熱電纜； 步驟二，將溫度控制器與加熱電纜連接，并將溫度控制器和加熱電纜均與電源連接； 步驟三，將控溫探頭連接于溫度控制器上，并將該控溫探頭置于加熱電纜旁側(cè)，即相鄰布置的兩段加熱電纜之間，以更準(zhǔn)確的檢測二次襯砌表面的溫度；
步驟四，在加熱電纜上布置保溫板，在保溫板上布置40mmX3mm扁鋼，扁鋼之間的間距為450mm，再用膨脹螺栓依次穿過扁鋼和保溫板并穿入二次襯砌中固定保溫板；其中的保溫板優(yōu)選酚醛泡沫輔鋁箔保溫板，該板中的鋁箔起到均勻散熱作用。步驟五，在保溫板表面布置防火板，用自攻螺釘依次穿過防火板和扁鋼沿扁鋼固定防火板，并且在防火板上遇到膨脹螺栓頭的地方開孔使防火板緊貼扁鋼。防火板之間需留lmm-2mm的伸縮縫，防止變形擠壓。其中的防火板為玻璃纖維增強(qiáng)硅酸蓋板。上述步驟一中隧道二次襯砌的兩相鄰施工縫間的加熱電纜為一個獨立的加熱段; 步驟二中兩個相鄰的加熱段共用一個溫度控制器；步驟三中一個加熱段布置一個控溫探頭。需要說明的是，本發(fā)明的施工方法過程中所用線卡個數(shù)、扁鋼塊數(shù)、膨脹螺栓的個數(shù)和自攻螺釘?shù)膫€數(shù)按照實際施工過程中的具體施工環(huán)境確定，以達(dá)到固定設(shè)施中相應(yīng)組件的目的。其中，保溫板和防火板的塊數(shù)根據(jù)原材的面積和所需鋪設(shè)的總面積來確定。如圖1至圖3所示，上述方法所建造的寒區(qū)隧道電伴熱主動保溫防凍設(shè)施包括隧道的二次襯砌1、加熱電纜2和溫度控制器8，所述加熱電纜2布置于二次襯砌1的表面，并用線卡固定，并且在加熱電纜2上覆蓋有保溫板3，該保溫板3可選用酚醛泡沫輔鋁箔保溫板；所述加熱電纜2和溫度控制器8相連接，且加熱電纜2和溫度控制器8均與電源連接； 在該保溫板3上覆蓋有防火板6，該防火板6的材料可為玻璃纖維增強(qiáng)硅酸蓋板；上述溫度控制器8上連接有控溫探頭9，該控溫探頭9置于加熱電纜2旁側(cè)，具體地置于布置相鄰的加熱電纜之間。在加熱電纜2為單元式布置時或按照隧道的施工段布置時，為更好的控制設(shè)施工作，其中的加熱電纜2通過三級斷路器11與電源連接，溫度控制器8依次通過接觸器10和三級斷路器11與電源連接；為了固定保溫板3和防火板6，可在上述的保溫板3與防火板6之間設(shè)扁鋼4，其中保溫板3由依次穿過扁鋼4與保溫板3并穿入隧道二次襯砌1 的膨脹螺栓5固定，防火板6由依次穿過防火板6與扁鋼4的自攻螺釘7固定。三級斷路器為整個設(shè)施的總電源開關(guān)，通電后，設(shè)施中的溫度控制器相當(dāng)于一溫度控制開關(guān)，當(dāng)控溫探頭測得的加熱電纜處即路面基層表面的溫度高于預(yù)設(shè)溫度時，溫度控制器就斷開電路，當(dāng)測得的溫度低于預(yù)設(shè)溫度時，溫度控制器就接通電路。為避免溫度控制器的控制功率不能滿足設(shè)施的功率要求，可用接觸器來放大溫度控制器的功率，以保障整個設(shè)施的工作安全性。以下是發(fā)明人提供的實施例，需要說明的是該實施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步解釋和說明，本發(fā)明并不限于該實施例。實施例
隧道洞口初級支護(hù)、排水半管、排水板及二襯的施作按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格進(jìn)行施工，隧道二次襯砌建在完成后，具體采用下列步驟建造寒區(qū)隧道電伴熱主動保溫防凍設(shè)施
步驟一，將加熱電纜布置在隧道二次襯砌表面，并用線卡將加熱電纜固定于隧道二次襯砌表面；其中二次襯砌兩相鄰施工縫間的加熱電纜為一個獨立的加熱段；
步驟二，將溫度控制器與加熱電纜連接，并將溫度控制器、接觸器、三級斷路器和電源依次連接，將加熱電纜、三級斷路器和電源依次連接；兩個相鄰的加熱段共用一個溫度控制器；
步驟三，將控溫探頭連接于溫度控制器上，并將該控溫探頭置于加熱電纜旁側(cè)，即相鄰布置的兩段加熱電纜之間；一個加熱段布置一個控溫探頭；
步驟四，在加熱電纜上安裝酚醛泡沫輔鋁箔保溫板，并在保溫板上布置適當(dāng)塊數(shù) 40mmX 3mm的扁鋼，扁鋼之間的間距為450mm，再用MlOX 120的膨脹螺栓依次穿過扁鋼和保溫板固定保溫板，膨脹螺栓的間距為500mm ；可在布置加熱電纜之前或之后在隧道二次襯砌表面鉆放置膨脹栓的孔，且加熱電纜距所鉆孔有20mm以上的距離；
步驟五，在酚醛泡沫輔鋁箔保溫板表面布置玻璃纖維增強(qiáng)硅酸鈣板，用ST6X12的自攻螺釘依次穿過玻璃纖維增強(qiáng)硅酸鈣板和扁鋼固定玻璃纖維增強(qiáng)硅酸鈣板，螺釘?shù)拈g距為 250mm，在玻璃纖維增強(qiáng)硅酸鈣板上遇到膨脹螺栓頭的地方開孔，使玻璃纖維增強(qiáng)硅酸鈣板能夠緊貼扁鋼。玻璃纖維增強(qiáng)硅酸鈣板之間留1.5mm左右的伸縮縫。
權(quán)利要求
1.一種寒區(qū)隧道電伴熱主動保溫防凍設(shè)施的施工方法，其特征在于，該方法按下列步驟進(jìn)行步驟一，將加熱電纜布置在隧道二次襯砌表面，并用線卡固定加熱電纜； 步驟二，將溫度控制器與加熱電纜連接，并將溫度控制器和加熱電纜均與電源連接； 步驟三，將控溫探頭連接于溫度控制器上，并將該控溫探頭置于加熱電纜旁側(cè)； 步驟四，在加熱電纜上布置保溫板，在保溫板上布置40mmX 3mm扁鋼，扁鋼之間的間距為450mm，再用膨脹螺栓依次穿過扁鋼和保溫板固定保溫板；步驟五，在保溫板表面布置防火板，并用自攻螺釘依次穿過防火板和扁鋼固定防火板， 同時在防火板上遇到膨脹螺栓頭的地方開孔使防火板緊貼扁鋼，進(jìn)而完成施工操作。
2.如權(quán)利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述加熱電纜通過三級斷路器與電源連接；所述溫度控制器通過接觸器與電源連接。
3.如權(quán)利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述保溫板為酚醛泡沫輔鋁箔保溫板。
4.如權(quán)利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述防火板為玻璃纖維增強(qiáng)硅酸蓋板。
5.一種上述施工方法建造的寒區(qū)隧道電伴熱主動保溫防凍設(shè)施。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種寒區(qū)隧道電伴熱主動保溫防凍設(shè)施的施工方法。方法中先將加熱電纜布置于隧道的二次襯砌表面，接著將加熱電纜與溫度控制器連接，并將溫度控制器上連接的控溫探頭置于加熱電纜旁側(cè)，然后再加熱電纜上布置保溫板，再在保溫板表面布置防火板，其中的保溫板和防火板用扁鋼和螺栓固定。該方法過程施工簡單，且所用材料成本均較低。本發(fā)明同時公開了一種上述方法建造的寒區(qū)隧道電伴熱主動保溫防凍設(shè)施環(huán)保、節(jié)能且施作及維修方便，設(shè)施的主動保溫特性更增顯了其智能化。
文檔編號H05B3/56GK102296972SQ20111015241
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者劉熾, 劉生, 盧曉玲, 周飛, 宮成兵, 來弘鵬, 樊浩博, 王亞瓊, 王巖松, 賴金星, 雷浩 申請人:長安大學(xué)