針對(duì)寒冷地區(qū)隧道洞口段因受洞外氣候影響嚴(yán)重而對(duì)防凍保溫設(shè)計(jì)要求高的問(wèn)題,以京沈高速鐵路支線天秀山隧道為背景,采用數(shù)值模擬方法研究了寒冷地區(qū)隧道洞口段溫度場(chǎng)及防凍保溫措施。研究結(jié)果表明:在中心深埋水溝頂部和邊墻碎石盲溝外側(cè)設(shè)置保溫板可以防止負(fù)溫影響到中心深埋水溝和邊墻碎石盲溝;仰拱混凝土無(wú)法隔絕負(fù)溫,仰拱底部的橫向排水管、二次襯砌背部的環(huán)向透水盲管冬季受負(fù)溫影響易發(fā)生凍結(jié)。提出對(duì)橫向排水管包裹防凍保溫層,并將保溫板厚度增到8 cm的優(yōu)化方案。優(yōu)化后橫向排水管和環(huán)向透水盲管不再出現(xiàn)負(fù)溫,滿足寒冷地區(qū)冬季正常工作要求。

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【部分圖文】：

圖1 隧道洞口段防排水設(shè)計(jì)

洞口段1km范圍內(nèi)設(shè)置中心深埋水溝和邊墻碎石盲溝。中心深埋水溝設(shè)置于仰拱中心底部，水溝底部距軌面4m，采用C20混凝土基座，回填級(jí)配碎石至排水管頂部以上30cm處，再使用C20保溫混凝土澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高。水溝頂部鋪設(shè)5cm厚聚氨酯保溫板，并使用EVA防水板包裹密封。邊墻碎石....

圖2 冬季地層溫度場(chǎng)（單位：℃）

冬季地層溫度場(chǎng)見(jiàn)圖2�？芍旱貙訙囟入S深度增加而升高；隨著進(jìn)入冬季時(shí)間增加，凍結(jié)深度逐漸增加。1月地層溫度梯度最大，等溫線最密集；2月地表溫度開(kāi)始回升，溫度梯度逐漸降低，此時(shí)凍結(jié)深度為1.8m;3月地表溫度明顯回升，溫度梯度最小，但凍結(jié)深度仍在增加，這是由于升高的氣溫與淺層土發(fā)....

圖3 冬季隧道溫度場(chǎng)（單位：℃）

冬季隧道溫度場(chǎng)見(jiàn)圖3。可知：入冬后隧道內(nèi)凍結(jié)圈逐漸擴(kuò)大，2月達(dá)到最大；1月凍結(jié)圈內(nèi)溫度最低，溫度梯度最大，變化速率最快；3月負(fù)溫帶溫度明顯回升，達(dá)到-3℃以上，且溫度梯度最小，變化速率最慢。隧道襯砌、仰拱、初期支護(hù)邊墻部分均處于0℃以下，而中心深埋水溝、邊墻碎石盲溝、初期支護(hù)拱頂....

圖4 冬季各月溫度變化曲線

由圖4可知：(1)隨距襯砌表面徑向距離增加，襯砌內(nèi)溫度緩慢增長(zhǎng)，但經(jīng)過(guò)保溫板時(shí)溫度急劇增加，隨后溫度繼續(xù)緩慢增長(zhǎng)，可見(jiàn)保溫板保溫效果顯著。(2)拱頂部位保溫板背后始終未出現(xiàn)負(fù)溫，這說(shuō)明5cm厚聚氨酯保溫板基本可以滿足防凍保溫要求。(3)1月—3月邊墻部位初期支護(hù)溫度在-2～0....

本文編號(hào)：4023355