申请/专利权人：中国建筑东北设计研究院有限公司

申请日：2019-05-11

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN110145343B

主分类号：E21D11/38

分类号：E21D11/38

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2019.12.24#实质审查的生效;2019.08.20#公开

摘要：低温隧道顶部的防水、保温、隔汽结构，包括工字型件和龙骨固定件。工字型件包括平行设置的工字型件上横板和下横板，中间有垂直工字型件腹板，下方有工字型件螺栓。工字型件螺栓向下穿过顶板和龙骨固定件横板螺母固定。龙骨固定件包括龙骨固定件横板、龙骨固定件腹板和龙骨固定件连接座。顶板内设有保温隔汽层，保温隔汽层内设有无机保温浆料层和不燃材料保温层。龙骨固定件连接座内设有上龙骨，螺栓固定连接。上龙骨底部铆钉或螺钉连接顶部装饰板。金属件连接处有隔热垫。解决了在隔离体的顶部外侧需要设置热管空间狭小不能布置的困难。

主权项：1.低温隧道顶部的防水、保温、隔汽结构，包括工字型件（1）、龙骨固定件（14）、顶板（9）、保温隔汽层（13）、无机保温浆料层（27）、不燃材料保温层（25）和顶部装饰板（22）；其特征在于：工字型件（1）包括工字型件上横板（2）、工字型件下横板（3）、工字型件腹板（4）和多个工字型件螺栓（6）；工字型件上横板（2）和工字型件下横板（3）上下平行设置，中间固定设置垂直的工字型件腹板（4）；工字型件下横板（3）向下垂直固定连接有工字型件螺栓（6）；工字型件螺栓（6）向下穿过顶板（9），工字型件螺栓（6）继续向下穿过龙骨固定件（14）的龙骨固定件横板（15），然后在下方螺接螺母固定；龙骨固定件（14）包括龙骨固定件横板（15）、龙骨固定件腹板（16）和龙骨固定件连接座（17）；龙骨固定件腹板（16）垂直设置在龙骨固定件横板（15）下表面，龙骨固定件腹板（16）下部固定连接龙骨固定件连接座（17）上表面外侧；顶板（9）内设有保温隔汽层（13），保温隔汽层（13）内设有无机保温浆料层（27）；龙骨固定件连接座（17）内设有上龙骨（18），龙骨固定件连接座（17）与上龙骨（18）固定连接；无机保温浆料层（27）内侧有不燃材料保温层（25）；上龙骨（18）底部固定连接顶部装饰板（22）；不燃材料保温层（25）满塞于顶部装饰板（22）外侧与无机保温浆料层（27）之间的所有空隙；顶板（9）为压型钢板，顺着弧形波谷凹槽长度方向弯弧，弧度大小与衬砌（5）顶部弧形内表面弧度相匹配，工字型件螺栓（6）穿过顶板（9）的波峰；保温隔汽层（13）为聚氨酯层；不燃材料保温层（25）为玻璃丝绵层；上龙骨（18）沿着衬砌（5）长度方向设置；顶板（9）和龙骨固定件横板（15）之间的工字型件螺栓（6）上设有第一隔热垫（19）；龙骨固定件横板（15）与下方螺母之间工字型件螺栓（6）上设有第二隔热垫（20）；龙骨固定件连接座（17）和上龙骨（18）间的连接螺栓上设第四隔热垫（21）；上龙骨（18）底部和顶部装饰板（22）间铆钉或螺钉连接处设有第六隔热垫（23）。

全文数据：低温隧道顶部的防水、保温、隔汽构造背景技术本发明属于建筑构造技术领域，特别涉及低温隧道顶部的防水、保温、隔汽构造。背景技术为了符合隧道内滑雪项目使用环境要求，需要建造防水、保温隔热、隔汽的隔离体，目前的越野滑雪隧道内部空间较小，隧道结构半径约为5米，隔离体内部使用空间保持4米*8米（高*宽）尺度，其上部还要设置维持低温环境必须的设备设施，顶部及侧向剩余空间非常有限，目前的常规施工方法（从内至外正向施工）无法完成。隔离体用于隔离内部低温运行环境和外部常温环境，隔离体内部保持适合滑雪造雪的温度，大概﹣6℃，隔离体外部的岩石层由于在地下约50米的位置，会常年保持在比较温暖的温度，要求隔离体内部的低温不能传导到外部岩石层，否则可能会对岩石层造成损坏，岩石层较高的温度也不能传导到隔离体内部，否则影响洞内雪质，为保持隔离体和衬砌之间的管廊为零上的温度，紧贴衬砌内壁需要设置热管层（热管及30mm的热管水泥砂浆层），致使顶部空间更为局促，侧向管廊位置也无法满足常规施工需要的空间，目前没有针对解决在这样的狭小空间同时设置热管以及还要建造隔离体的施工方法以及满足要求的隔离体。发明内容本发明的目的是提供低温隧道顶部的防水、保温、隔汽构造，解决了在隔离体的顶部外侧和衬砌间需要设置热管空间狭小不能布置的困难。采用的技术方案是：低温隧道顶部的防水、保温、隔汽构造，包括工字型件、龙骨固定件、顶板、保温隔汽层、无机保温浆料层、不燃材料保温层和顶部装饰板。其特征在于：工字型件包括工字型件上横板、工字型件下横板、工字型件腹板和多个工字型件螺栓。工字型件上横板和工字型件下横板上下平行设置，中间固定设置垂直的工字型件腹板。工字型件下横板向下垂直固定连接有工字型件螺栓。工字型件螺栓向下穿过顶板，工字型件螺栓继续向下穿过龙骨固定件的龙骨固定件横板，然后在下方螺接螺母固定。龙骨固定件包括龙骨固定件横板、龙骨固定件腹板和龙骨固定件连接座。龙骨固定件腹板垂直设置在龙骨固定件横板下表面，龙骨固定件腹板下部固定连接龙骨固定件连接座上表面外侧。顶板内设有保温隔汽层，保温隔汽层内设有无机保温浆料层。龙骨固定件连接座内设有上龙骨，龙骨固定件连接座与上龙骨固定连接。无机保温浆料层内侧有不燃材料保温层。上龙骨底部固定连接顶部装饰板。不燃材料保温层满塞于顶部装饰板外侧与无机保温浆料层之间的所有空隙。其优点在于：解决了在隔离体的顶部外侧需要设置热管空间狭小不能布置的困难，满足适合滑雪的低温运行环境所需隔离体的要求，具有防水、保温隔热、隔气的功能。使得隧道结构内部渗漏水可以迅速排走，阻隔冷热区相互传热及蒸汽渗透。附图说明图1为隔离体的主视结构示意图。图2为隔离体的右侧局部放大图。图3为图1中C部局部放大图。图4为图1中D部局部放大图。（C型龙骨）。图5为图1中E部局部放大图。（Ω型侧龙骨）。图6为图1中的A-A剖视图。图7为图1中的B-B剖视图。图8为图7中的F部局部放大图。图9为工字型件的主视图。图10为工字型件上横板和下横板的立体结构图。图11为工字型件的立体图。图12为工字型件、下方的龙骨固定件和隔热垫设置结构示意图。图13为龙骨固定件和C型龙骨连接的立体结构示意图。图14为龙骨固定件和上龙骨连接的正视图。图15为龙骨固定件和上龙骨连接的侧视图。图16为顶板和侧板顶部搭接缝隙的局部放大图。工字型件1、工字型件上横板2、工字型件下横板3、工字型件腹板4、衬砌5、工字型件螺栓6、热管7、热管层8、顶板9、排水沟10、侧板11、地面12、保温隔汽层13、龙骨固定件14、龙骨固定件横板15、龙骨固定件腹板16、龙骨固定件龙骨座17、上龙骨（上覆面龙骨）18、第一隔热垫19、第二隔热垫20、第四隔热垫21、顶部装饰板22、第六隔热垫23、侧壁装饰板24、不燃材料保温层25、立柱26、无机保温浆料层27、第三隔热垫28、侧龙骨29、侧龙骨U型座30、侧龙骨L型的翻边31、第五隔热垫32、第七隔热垫33、地面保护层34、雪层35、侧壁装饰衬板36、侧壁装饰面板37、冷风管38、排烟管39、送风管40、冷沟41、管廊42、侧向保护层43、缝隙无机保温浆料层44。具体实施方式低温隧道顶部的防水、保温、隔汽构造，包括工字型件1、龙骨固定件14、顶板9、保温隔汽层13（聚氨酯层，具有防水、保温、隔汽功能）、无机保温浆料层27、不燃材料保温层25和顶部装饰板22。工字型件1为预制的金属件（钢质），每个工字型件1均包括工字型件上横板2、工字型件下横板3、工字型件腹板4和多个（四个）工字型件螺栓6。工字型件上横板2和工字型件下横板3上下平行设置，中间固定设置垂直的工字型件腹板4。工字型件上横板2有（四个）化学锚栓孔，可微调位置。工字型件下横板3向下垂直焊接固定连接有工字型件螺栓6（工字型件螺栓6预先焊接上）。多个工字型件上横板2成（七）排的分别通过化学锚栓固定在衬砌5顶部弧形内表面，均匀设置。工字型件腹板4面沿着隧道衬砌5的弧向（宽度）方向竖向设置。衬砌5的顶部弧形内表面设有多个弧形的热管7，热管7通过多个卡子固定在衬砌5的顶部弧形内表面，热管7位于工字型件上横板2和工字型件下横板3之间的空间内。在工字型件上横板2和工字型件下横板3之间设有水泥砂浆层和热管7形成热管层8。工字型件螺栓6向下穿过顶板9，然后在顶板9下方的工字型件螺栓6设置第一隔热垫19（橡胶垫圈），工字型件螺栓6继续向下穿过龙骨固定件14的龙骨固定件横板15，然后在龙骨固定件横板15下方的工字型件螺栓6设置第二隔热垫20，然后在下方螺接螺母固定。顶板9为压型钢板，顺着弧形波谷凹槽（30-35mm深）长度方向弯弧，弧度大小与衬砌5顶部弧形内表面弧度相匹配，工字型件螺栓6穿过顶板9的波峰，渗漏水可以沿着弧形波谷凹槽顺利向下排至排水沟10。龙骨固定件14包括龙骨固定件横板15、龙骨固定件腹板16和龙骨固定件龙骨座17（龙骨固定件U型座）。龙骨固定件14为金属预制件（钢质）。龙骨固定件腹板16垂直设置在龙骨固定件横板15下表面，龙骨固定件腹板16下部固定连接龙骨固定件龙骨座17上表面外侧，龙骨固定件龙骨座17开口向下。龙骨固定件腹板16沿着龙骨固定件龙骨座17的两侧板材方向设置。顶板9下方的龙骨固定件腹板16面沿着衬砌5弧向（宽度）方向竖向设置。顶板9内表面设有保温隔汽层13，保温隔汽层13为通过现场喷涂发泡聚氨酯得到，然后设有（喷涂）无机保温浆料层27（无机保温水泥砂浆，具体可为玻化微珠保温浆料，完全封闭聚氨酯层及找平）。位于顶板9下方的龙骨固定件龙骨座17内设有上龙骨18，为C型龙骨，C型龙骨上开口朝向龙骨固定件龙骨座17上表面，龙骨固定件龙骨座17两侧与上龙骨18两侧通过螺栓固定连接，并在龙骨固定件龙骨座17和上龙骨18间的连接螺栓上设第四隔热垫21。上龙骨18和对应的龙骨固定件龙骨座17的空隙内满塞玻璃丝棉（不燃材料保温层25的一部分）。上龙骨18沿着衬砌5长度方向设置。无机保温浆料层27内侧有不燃材料保温层25（玻璃丝棉层）。上龙骨18底部（C型龙骨的上开口对侧），通过铆钉或螺钉固定连接顶部装饰板22，并在上龙骨18底部和顶部装饰板22间铆钉或螺钉连接处设有第六隔热垫23，顶部装饰板22可为彩钢波纹板，上龙骨18跟波峰固定连接。不燃材料保温层25内侧与顶部装饰板22外侧相紧贴。不燃材料保温层25满塞于顶部装饰板22外侧与无机保温浆料层27之间的所有空隙。工字型件下横板3沿着衬砌5的长度方向短于工字型件上横板2，方便在工字型件上横板2安装螺栓。热管7向两侧延伸至衬砌5内壁。上述的结构可应用于下述的隔离体当中：在既有的山洞内壁里制作衬砌5。设置工字型件1、顶板9、侧板11和保温隔汽层13（聚氨酯层，具有防水、保温、隔汽功能）、无机保温浆料层27、不燃材料保温层25等。工字型件1为预制的金属件（钢质），每个工字型件1均包括工字型件上横板2、工字型件下横板3、工字型件腹板4和多个（四个）工字型件螺栓6。工字型件上横板2和工字型件下横板3上下平行设置，中间固定设置垂直的工字型件腹板4。工字型件上横板2有（四个）化学锚栓孔，可微调位置。工字型件下横板3向下垂直焊接固定连接有工字型件螺栓6（工字型件螺栓6预先焊接上）。多个工字型件上横板2成（七）排的分别通过化学锚栓固定在衬砌5顶部弧形内表面，均匀设置。工字型件腹板4面沿着隧道衬砌5的弧向（宽度）方向竖向设置。衬砌5的顶部弧形内表面设有多个弧形的热管7，热管7通过多个卡子固定在衬砌5的顶部弧形内表面，热管7位于工字型件上横板2和工字型件下横板3之间的空间内。在工字型件上横板2和工字型件下横板3之间设有水泥砂浆层和热管7形成热管层8。工字型件螺栓6向下穿过顶板9，然后在顶板9下方的工字型件螺栓6设置第一隔热垫19（橡胶垫圈），工字型件螺栓6继续向下穿过龙骨固定件14的龙骨固定件横板15，然后在龙骨固定件横板15下方的工字型件螺栓6设置第二隔热垫20，然后在下方螺接螺母固定。顶板9为压型钢板，顺着弧形波谷凹槽（30-35mm深）长度方向弯弧，弧度大小与衬砌5顶部弧形内表面弧度相匹配，工字型件螺栓6穿过顶板9的波峰，渗漏水可以沿着弧形波谷凹槽顺利向下排至排水沟10。龙骨固定件14包括龙骨固定件横板15、龙骨固定件腹板16和龙骨固定件龙骨座17（龙骨固定件U型座）。龙骨固定件14为金属预制件（钢质）。龙骨固定件腹板16垂直设置在龙骨固定件横板15下表面，龙骨固定件腹板16下部固定连接龙骨固定件龙骨座17上表面外侧，龙骨固定件龙骨座17开口向下。龙骨固定件腹板16沿着龙骨固定件龙骨座17的两侧板材方向设置。顶板9下方的龙骨固定件腹板16面沿着衬砌5弧向（宽度）方向竖向设置。衬砌5内两边分别设有竖向的侧板11，压型钢板，波纹凹槽沿竖直方向的波纹板，波纹竖向设置，底部密封支撑在衬砌5内的排水沟10内侧。顶板9沿着弧形方向与侧板11顶部边缘搭接并出挑，以此利于顶部水顺利排出，顶板9和侧板11搭接缝隙用缝隙无机保温浆料层44密实封闭。每个侧板11内侧均从上至下设有多排（六排）龙骨固定件14。位于侧板11外侧管廊42内两侧各有一排立柱26（方钢立柱），立柱26底部支撑在排水沟10内边缘，立柱26顶部固定在衬砌5内表面。侧板11、竖向设置的龙骨固定件横板15和立柱26通过螺钉固定连接，穿过侧板11的外侧波峰，在龙骨固定件横板15和侧板11之间螺钉上设有第三隔热垫28。侧板11内侧的龙骨固定件腹板16面与侧板11板面垂直。顶板9内表面、两个侧板11顶部至地面12和地面12上设有保温隔汽层13，也就是在隔离体边缘设有密封的一圈保温隔汽层13。位于地面12和排水沟10的侧壁处的保温隔汽层13为聚氨酯板错缝铺设，接缝处现浇聚氨酯，聚氨酯板表面设有地面保护层34及侧向保护层43（混凝土层）覆盖，上面还有雪层35。位于上方顶板9和侧板11处的保温隔汽层13为通过现场喷涂发泡聚氨酯得到，然后喷涂无机保温浆料层27（无机保温水泥砂浆，具体可为玻化微珠保温浆料，完全封闭聚氨酯层及找平）。位于顶板9下方的龙骨固定件龙骨座17内设有上龙骨18，为C型龙骨，C型龙骨上开口朝向龙骨固定件龙骨座17上表面，龙骨固定件龙骨座17两侧与上龙骨18两侧通过螺栓固定连接，并在龙骨固定件龙骨座17和上龙骨18间的连接螺栓上设第四隔热垫21。上龙骨18和对应的龙骨固定件龙骨座17的空隙内满塞玻璃丝棉（不燃材料保温层25的一部分）。上龙骨18沿着衬砌5长度方向设置。位于侧板11内侧的龙骨固定件龙骨座17内设有侧龙骨29，侧龙骨29可为Ω型侧龙骨。Ω型侧龙骨（为金属预制件）包括侧龙骨U型座30，侧龙骨U型座30两侧分别延伸设有侧龙骨L型翻边31。侧龙骨U型座30设置在龙骨固定件龙骨座17内，两侧分别通过螺栓固定连接，并在侧龙骨29和龙骨固定件龙骨座17间的螺栓上设有第五隔热垫32。侧龙骨29和对应的龙骨固定件龙骨座17的空隙满塞有玻璃丝棉（不燃材料保温层25的一部分）。侧龙骨29沿着衬砌5的长度方向延伸。无机保温浆料层27内侧有不燃材料保温层25（玻璃丝棉层）。不燃材料保温层25满塞于顶部装饰板22、两侧的侧壁装饰板24外侧与无机保温浆料层27之间的所有空隙。上龙骨18底部（C型龙骨的上开口对侧），通过铆钉或螺钉固定连接顶部装饰板22，并在上龙骨18底部和顶部装饰板22间铆钉或螺钉连接处设有第六隔热垫23，顶部装饰板22可为彩钢波纹板，上龙骨18跟波峰固定连接。侧龙骨29内侧竖向设置的侧壁装饰板24通过铆钉或螺钉固定在侧龙骨29的侧龙骨L型翻边31的竖边上，侧壁装饰板24和侧龙骨29间的铆钉或螺钉上设有第七隔热垫33。侧龙骨L型翻边31设置在不燃材料保温层25内。侧壁装饰板24分为侧壁装饰衬板36和侧壁装饰面板37两层，侧壁装饰衬板36和侧壁装饰面板37两层错缝设置，侧龙骨29的上下两个侧龙骨L型翻边31的竖边分别与上下两个相邻的侧壁装饰面板37位置对应。侧壁装饰板24可为高密度硅酸盐彩色外墙板。不燃材料保温层25内侧与顶部装饰板22和两侧的侧壁装饰板24相紧贴。在隔离体内还可以根据需要设置造雪机、制冷机，电缆、冷风管38、排烟管39、送风管40、冷沟41等保证越野滑雪低温环境的设施。所述的水泥砂浆、聚氨酯、无机保温水泥砂浆、玻化微珠保温浆料、玻璃丝棉和混凝土均为已知材料。工字型件下横板3沿着衬砌5的长度方向短于工字型件上横板2，方便在工字型件上横板2安装螺栓。热管7向两侧延伸至衬砌5内壁。金属件连接处有隔热垫。所述的隔离体为逆向施工：先安装工字型件1、热管7，然后安装立柱26，然后安装顶板9和侧板11，然后安装内部其他部件。或者：由于侧壁装饰板24的板幅宽度不同，还可以将设置在侧板11的多个龙骨固定件14的最上面或者最下面的龙骨固定件龙骨座17内的侧龙骨29使用C型龙骨，开口朝侧板11方向。此构造中的聚氨酯材料本身为闭孔结构，其隔热、隔气性能优良，同时具备一定的防水性。聚氨酯层采用无机保温浆料完全覆盖封闭，再设置50mm厚不燃材料保温层包覆，并满塞缝隙，既可发挥其材料优势又可保证构造的消防安全性。聚氨酯采用现场发泡喷涂方式，更能保证构造整体性，又可在一定程度上隔绝顶板外部的渗漏水。所有金属件均为开口薄壁构件，位于保温隔热层13内部的构件缝隙间均满塞玻璃丝棉，在金属件连接部位设置隔热垫，可最大程度减小冷桥部位的不利影响。

权利要求：1.低温隧道顶部的防水、保温、隔汽构造，包括工字型件（1）、龙骨固定件（14）、顶板（9）、保温隔汽层（13）、无机保温浆料层（27）、不燃材料保温层（25）和顶部装饰板（22）；其特征在于：工字型件（1）包括工字型件上横板（2）、工字型件下横板（3）、工字型件腹板（4）和多个工字型件螺栓（6）；工字型件上横板（2）和工字型件下横板（3）上下平行设置，中间固定设置垂直的工字型件腹板（4）；工字型件下横板（3）向下垂直固定连接有工字型件螺栓（6）；工字型件螺栓（6）向下穿过顶板（9），工字型件螺栓（6）继续向下穿过龙骨固定件（14）的龙骨固定件横板（15），然后在下方螺接螺母固定；龙骨固定件（14）包括龙骨固定件横板（15）、龙骨固定件腹板（16）和龙骨固定件连接座（17）；龙骨固定件腹板（16）垂直设置在龙骨固定件横板（15）下表面，龙骨固定件腹板（16）下部固定连接龙骨固定件连接座（17）上表面外侧；顶板（9）内设有保温隔汽层（13），保温隔汽层（13）内设有无机保温浆料层（27）；龙骨固定件连接座（17）内设有上龙骨（18），龙骨固定件连接座（17）与上龙骨（18）固定连接；无机保温浆料层（27）内侧有不燃材料保温层（25）；上龙骨（18）底部固定连接顶部装饰板（22）；不燃材料保温层（25）满塞于顶部装饰板（22）外侧与无机保温浆料层（27）之间的所有空隙。2.根据权利要求1所述的低温隧道顶部的防水、保温、隔汽构造，其特征在于：顶板（9）为压型钢板，顺着弧形波谷凹槽长度方向弯弧，弧度大小与衬砌（5）顶部弧形内表面弧度相匹配，工字型件螺栓（6）穿过顶板（9）的波峰；保温隔汽层（13）为聚氨酯层；不燃材料保温层（25）为玻璃丝绵层。3.根据权利要求1所述的低温隧道顶部的防水、保温、隔汽构造，其特征在于：上龙骨（18）沿着衬砌（5）长度方向设置。4.根据权利要求1所述的低温隧道顶部的防水、保温、隔汽构造，其特征在于：顶板（9）和龙骨固定件横板15之间的工字型件螺栓（6）上设有第一隔热垫（19）；龙骨固定件横板（15）与下方螺母之间工字型件螺栓（6）上设有第二隔热垫（20）；龙骨固定件连接座（17）和上龙骨（18）间的连接螺栓上设第四隔热垫（21）；上龙骨（18）底部和顶部装饰板（22）间铆钉或螺钉连接处设有第六隔热垫（23）。5.根据权利要求1所述的低温隧道顶部的防水、保温、隔汽构造，其特征在于：龙骨固定件连接座（17）为龙骨固定件U型座，开口向下；上龙骨（18）为C型龙骨。

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