[发明专利]一种新型寒区隧道防冻保温结构及其构建方法

说明书

本发明提供了一种新型寒区隧道防冻保温结构及其构建方法，属于寒区隧道保温技术领域，包括一种用于寒区铁路隧道内固定保温材料的新型保温钉，还包括由下向上依次设置的隧道二次衬砌层、防水土工布层、硅橡胶加热板层、保温材料层、界面剂层、防水砂浆层、防火涂料层和智能温度监控系统。本发明的新型保温结构集被动保温与主动保温功能于一体，能够节约能源，可以对隧道实施智能保温，实现隧道零冻害，延长隧道使用寿命，保证行车安全。

技术领域

本发明属于寒区隧道保温技术领域，具体涉及一种新型寒区隧道防冻保温结构及其构建方法。

背景技术

寒区隧道建成后，由于隧道气温随季节变化及运营过程中的车辆散热影响等，致使隧道衬砌结构处在冻胀和融化的往复循环的不利环境中，造成隧道衬砌结构严重开裂甚至破坏，影响隧道的安全性及稳定性。

目前，防止寒区隧道的冻害的主要措施包括：铺装发热电缆技术、铺装新型保温材料技术、深埋排水管技术和地源热泵技术等。铺装发热电缆属于主动进行加热保温，但电缆加热存在线状热源局部高温的散热损失大的问题；铺装新型保温材料属于被动保温，实施铺装新型保温材料和深埋排水管技术都要因地制宜进行行详细的温度场勘查，确定保温材料厚度与深埋排水管的深度，但在经历极端气候变化的情况下，设计保护厚度往往失效，而且设计过厚的保温材料厚度将影响隧道的有效利用空间，加大工程施工难度。

综上，现有技术存在的问题是：主动加热保温装置能源消耗较大，被动保温需要因地制宜，施工难度大，且容易影响隧道的有效利用空间。

发明内容

本发明旨在供一种新型寒区隧道防冻保温结构，所述新型寒区隧道防冻保温结构可以对隧道实施智能保温，实现隧道零冻害，延长隧道使用寿命，保证行车安全。

本发明的第一个目的是提供一种新型寒区隧道防冻保温结构，包括由下向上依次设置的隧道二次衬砌层、防水土工布层、硅橡胶加热板层、保温材料层、界面剂层、防水砂浆层、防火涂料层，还包括智能温度监控系统；

所述防水土工布层、硅橡胶加热板层和保温材料层通过新型保温钉以穿接方式固定在隧道二次衬砌层上。

所述智能温度监控系统包括第一温度传感器、第二温度传感器、数据采集箱和温控箱；

所述第二温度传感器镶嵌设置于所述保温材料层的上侧，所述第一温度传感器镶嵌设置于所述保温材料层的下侧，所述第一温度传感器和第二温度传感器均通过数据采集线与所述数据采集箱电连接；

所述温控箱通过电连接线与硅橡胶加热板层电连接；

所述数据采集箱通过数据传输线与温控箱电连接；

所述温控线箱与所述数据采集箱均连接有供电电源；

优选的，所述保温材料层与硅橡胶加热板层接触的一面具有自粘胶。

本发明的第二个目的是提供一种上述保温结构的建造方法，包括如下步骤：

S1，检修隧道二次衬砌层表面平整度并清理隧道二次衬砌层表面的杂质与污物；

S2，在所述保温材料层的上下两侧分别挖槽，然后在保温材料层上表面镶嵌第二温度传感器、下表面镶嵌第一温度传感器15和相应的数据传输线；

S3，将所述防水土工布层、硅橡胶加热板层和保温材料层通过新型保温钉穿接方式固定在隧道二次衬砌层上；

S4，在固定好的保温材料层的上表面辊涂界面剂，形成界面剂层；

S5，在所述界面剂层的上表面涂抹砂浆，形成防水砂浆层；

S6，在砂浆修饰层表面喷涂隧道防火涂料，形成防火涂料层；