京沈高速铁路支线天秀山隧道洞口段的防冻保温技术

发布时间：2025-01-05 22:18

　　 针对寒冷地区隧道洞口段因受洞外气候影响严重而对防冻保温设计要求高的问题,以京沈高速铁路支线天秀山隧道为背景,采用数值模拟方法研究了寒冷地区隧道洞口段温度场及防冻保温措施。研究结果表明:在中心深埋水沟顶部和边墙碎石盲沟外侧设置保温板可以防止负温影响到中心深埋水沟和边墙碎石盲沟;仰拱混凝土无法隔绝负温,仰拱底部的横向排水管、二次衬砌背部的环向透水盲管冬季受负温影响易发生冻结。提出对横向排水管包裹防冻保温层,并将保温板厚度增到8 cm的优化方案。优化后横向排水管和环向透水盲管不再出现负温,满足寒冷地区冬季正常工作要求。

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【部分图文】：

图1 隧道洞口段防排水设计

洞口段1km范围内设置中心深埋水沟和边墙碎石盲沟。中心深埋水沟设置于仰拱中心底部，水沟底部距轨面4m，采用C20混凝土基座，回填级配碎石至排水管顶部以上30cm处，再使用C20保温混凝土浇筑至设计标高。水沟顶部铺设5cm厚聚氨酯保温板，并使用EVA防水板包裹密封。边墙碎石....

图2 冬季地层温度场（单位：℃）

冬季地层温度场见图2。可知：地层温度随深度增加而升高；随着进入冬季时间增加，冻结深度逐渐增加。1月地层温度梯度最大，等温线最密集；2月地表温度开始回升，温度梯度逐渐降低，此时冻结深度为1.8m;3月地表温度明显回升，温度梯度最小，但冻结深度仍在增加，这是由于升高的气温与浅层土发....

图3 冬季隧道温度场（单位：℃）

冬季隧道温度场见图3。可知：入冬后隧道内冻结圈逐渐扩大，2月达到最大；1月冻结圈内温度最低，温度梯度最大，变化速率最快；3月负温带温度明显回升，达到-3℃以上，且温度梯度最小，变化速率最慢。隧道衬砌、仰拱、初期支护边墙部分均处于0℃以下，而中心深埋水沟、边墙碎石盲沟、初期支护拱顶....

图4 冬季各月温度变化曲线

由图4可知：(1)随距衬砌表面径向距离增加，衬砌内温度缓慢增长，但经过保温板时温度急剧增加，随后温度继续缓慢增长，可见保温板保温效果显著。(2)拱顶部位保温板背后始终未出现负温，这说明5cm厚聚氨酯保温板基本可以满足防冻保温要求。(3)1月—3月边墙部位初期支护温度在-2～0....

本文编号：4023355