[发明专利]一种集成式预制防爆裂隧道混凝土衬砌及施工方法

说明书

本发明公开了一种集成式预制防爆裂隧道混凝土衬砌及施工方法，包括：预制混凝土块、储水槽和陶瓷面层，所述预制混凝土块中预埋有热熔性纤维，所述预制混凝土块的正面设置有第一防火板层，所述陶瓷面层设置在第一防火板层的外侧，所述储水槽设置在预制混凝土块中，所述储水槽的背面设置有第二防火板层，所述预制混凝土块中预留设置有安装孔。通过上述方式，本发明所述的集成式预制防爆裂隧道混凝土衬砌及施工方法，提高了生产效率和现场施工效率，利用陶瓷面层和第一防火板层进行隔热，通过储水槽进行降温，再利用热熔性纤维形成蒸汽通道，避免蒸气压超过混凝土的抗拉强度，提高了混凝土防爆裂的效果，而且便于维护。

技术领域

本发明涉及岩土工程及矿山支护技术领域，特别是涉及一种集成式预制防爆裂隧道混凝土衬砌及施工方法。

背景技术

随着我国道路基础工程的快速发展，隧道的数量越来越多，隧道内通行的车辆流量显著增加。由于车辆事故的问题，隧道内发生火灾的危险会呈上升的趋势，隧道火灾具有蔓延快、不易控制，扑救困难的特点，一旦发生火灾，将会造成大量的人员伤亡和财产损失。

另外，火灾的发生将会容易使隧道内衬砌结构混凝土产生爆裂，大大降低衬砌结构的承载力和安全性，严重者甚至会由于衬砌结构的失效导致隧道结构的坍塌。因此，高温下衬砌混凝土爆裂问题一直是国内外专家共同关注的焦点。衬砌混凝土高温下产生爆裂的原因主要是混凝土表面受热后，表层水分形成水蒸气，温度迅速升高时一旦水蒸气不能有效迅速排出，将会导致蒸气压过大，当蒸气压超过混凝土的抗拉强度，就会造成混凝土表面的爆裂。混凝土发生爆裂后，会使内侧受力钢筋直接暴露在火灾高温下，降低结构的承载能力和可靠性。

现有解决衬砌混凝土爆裂的方法主要有三种：

（1）在混凝土内部掺入聚丙烯纤维，利用纤维融化后形成孔道，从而释放蒸气压，这种方法在目前具有一定效果，应用比较多，但是如果火灾持续时间过长，混凝土爆裂现象仍有发生；

（2）在衬砌表面喷涂防火涂料或者加装防火板，这种方法能够降低衬砌混凝土表面的温度，但是却对衬砌的抗渗、变形观测带来一定影响，而且维护费用较高；

（3）采用抗拉强度高的高强混凝土，实验表明，高强混凝土并不能避免混凝土爆裂的产生。

以上三种方法在实际应用时，都具有一定的局限性，因此，解决高温混凝土衬砌的爆裂问题，对于保证衬砌结构的承载力、提高隧道火灾的安全性以及确保人民生命财产安全具有重大的经济效益和社会意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种集成式预制防爆裂隧道混凝土衬砌及施工方法，提升施工和维护工作效率，加强隧道混凝土衬砌的防爆裂性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种集成式预制防爆裂隧道混凝土衬砌，包括：预制混凝土块、储水槽和陶瓷面层，所述预制混凝土块中预埋有热熔性纤维，所述预制混凝土块的正面设置有第一防火板层，所述陶瓷面层设置在第一防火板层的外侧，所述储水槽设置在预制混凝土块中，所述储水槽的背面设置有第二防火板层，所述预制混凝土块中预留设置有安装孔。

在本发明一个较佳实施例中，所述储水槽为不锈钢壳体。

在本发明一个较佳实施例中，所述储水槽内存储有冷却水。

在本发明一个较佳实施例中，所述热熔性纤维包括但不限于聚丙烯纤维。

在本发明一个较佳实施例中，所述储水槽上设置有溢汽孔或者泄压阀。

在本发明一个较佳实施例中，所述预制混凝土块正面内凹设置有与储水槽对应的嵌入槽。

在本发明一个较佳实施例中，所述预制混凝土块背面设置有纤维网。

在本发明一个较佳实施例中，所述纤维网为聚丙烯纤维网。