本发明属于隧道通风技术领域，具体涉及一种基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板及工法。
背景技术：
随着我国公路建设的蓬勃发展，铁路客运专线隧道的大规模施工，隧道无论是数量还是长度均快速增长，长大隧道基本都在10km以上。对于长大隧道经常采用“长隧短打”的方法，增设斜井或横洞，由于受地形的限制，虽然采用了以上方法但仍会使隧道独头通风距离过长。特别是设斜井时受其角度、坡度的影响，通风十分困难，对于单个斜井承担两个工作面以上正洞施工的工作面通风将更加困难。由于通风困难导致工作效率降低，进度缓慢，通风问题己经成为影响工期、质量、安全、效益的关键因素，因而采用斜井分隔式通风技术。目前常采用混凝土隔板，混凝土隔板重量大，成本较高，采用大型模板工程，且需要较长的混凝土养护时间，影响其他工作。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板及工法，采用斜井分隔式通风技术，利用承压效果好且自重轻的隧道通风隔板，解决长大隧道由于地形限制及设斜井时坡度等因素而引起的通风困难的问题。
本发明所采用的技术方案为：
基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板，其特征在于：
所述通风隔板横向设置于斜井内，将斜井分为上部的进风道和下部的出风道；
通风隔板为frp板与蜂窝铝芯组成的复合板，复合板由三层材料组成，上下面层为frp面板，中间层为蜂窝状铝芯强化层，使用结构胶结剂进行连接；
通风隔板下方为钢结构支撑龙骨架，上部为支撑悬杆。
所述钢结构支撑龙骨架包括包括纵向支撑架及其上方的纵向支撑增高梁、横向支撑架，以及相交处设置有支撑架悬吊点的节点板。
通风隔板上方设置有竖向的支撑悬杆，支撑悬杆顶端固定到斜井顶部的初期支护锚杆，支撑悬杆底端固定到钢结构支撑架的支撑架悬吊点的节点板。
通风隔板横向设置坡度，坡底设置纵向的集水槽。
围岩侧壁开槽并安装牛腿支架，通风隔板横向插入围岩内，入岩位置做密封处理；
通风隔板两端接缝处均采用可缩连接方式，于围岩内预留不低于10cm的可缩空间，通风隔板与槽壁之间使用柔性树脂胶密封连接。
通风隔板于表面的支撑悬杆穿孔位置提前开悬吊孔并设置有密封套。
通风隔板沿斜井隧道横向铺设，为整幅板，纵向分块连接，复合板的蜂窝铝芯呈锯齿状，锯齿对锯齿拼接，拼接处铺设frp加强板，并胶结密封。
基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板的施工方法，其特征在于：
包括以下步骤：
（1）斜井施工完成后，根据通风隔板设计图纸，确定隔板安装位置；
（2）通风道每米设2道顶部锚杆，借助初支锚杆，施工龙骨架悬吊支撑，用来悬吊通风隔板及支撑龙骨架，支撑悬杆采用三级钢筋；
（3）围岩侧壁开槽并安装牛腿支架，上边槽为可缩密封接缝做准备，以应对隧道水平收敛引起的隔板变形；通风隔板插入两侧围岩，隔板边缘入岩位置做密封处理，隔板两端接缝处均采用可缩连接，于围岩内预留不低于10cm的可缩空间，隔板与槽壁之间使用柔性树脂胶密封连接；
（4）复合板宽度设计为1.0~1.5m宽幅，铺装通风隔板，沿斜井隧道横向铺设，为整幅板，纵向分块连接；提前在通风隔板上开悬吊孔并装密封套以防止漏水；复合板的蜂窝芯设计成锯齿状，锯齿对锯齿拼接，拼接处铺设frp加强板，并胶结密封；
（5）通风隔板下设支撑龙骨架，其中横向支撑架设置在通风隔板接缝处，纵向支撑架位于横向支撑架下方，纵向支撑上方设有纵向增高梁；利用支撑悬杆上下加装螺栓固定隔板，同时悬吊孔进行二次密封处理；
（6）循环安装隔板和龙骨架支撑，分阶段进行漏风检测和承重检测。
本发明具有以下优点：
（1）本发明提供了一种基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板，能够有针对性的解决长大隧道由于地形限制及设斜井时坡度等因素而引起的通风困难的问题。
（2）本发明中通风隔板横断面上设计成2.5%坡度，有利于纵向排水设计，使围岩渗漏水汇流到隔板一侧，沿斜井向下汇流到集水槽。新鲜空气和污浊空气由风道隔板分离，分为上下两半，上半部分为进风道，隔一定距离设置射流风机将洞口新鲜空气压入，下半部分为出风道，将污风排出。
（3）本发明中通风隔板横向插入两侧围岩，入岩位置做密封处理，隔板两端接缝处均采用可缩连接，于围岩内预留不低于10cm的可缩空间，隔板与槽壁之间使用柔性树脂胶密封连接。如此隔板可适应围岩水平收敛，即围岩水平向内变形时，隔板保持宽度不变，而是向围岩开槽孔的可缩空间位移，同时保证隔板与槽壁始终处于密封状态。这样隔板既满足承载又满足封闭性，在承载力较高时仍能维持隔板稳定。
附图说明
图1为通风隔板设计示意图；
图2为frp-蜂窝铝复合板结构示意图；
图3为钢结构支撑龙骨架结构平面示意图；
图4为通风隔板a-a剖面图；
图5为通风隔板纵向接缝设计图。
图中，1-可缩连接，2-集水槽，3-密封套，4-支撑悬杆，5-初支锚杆，6-frp板与蜂窝铝芯组成的复合板，7-横向支撑架，8-纵向支撑增高梁，9-纵向支撑架，10-牛腿支撑，11-frp面板，12-结构胶结剂，13-蜂窝状铝芯，14-支撑架悬吊点，15-复合板搭接，16-蜂窝铝边界，17-frp边界，18-上幅frp-蜂窝铝板，19-下幅frp-蜂窝铝板，20-上下铺面板。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明涉及一种基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板，所述通风隔板横向设置于斜井内，将斜井分为上部的进风道和下部的出风道；通风隔板为frp板与蜂窝铝芯组成的复合板6，包括frp面板11与蜂窝状铝芯13，中间使用结构胶结剂12连接。通风道主要由通风隔板、隔板下支撑龙骨架和隔板上支撑悬杆4组成。
所述钢结构支撑架包括纵向支撑架9及其上方的纵向支撑增高梁8、横向支撑架7，以及相交处设置有支撑架悬吊点14的节点板。
通风隔板上方设置有竖向的支撑悬杆4，支撑悬杆4顶端固定到斜井顶部的初期支护锚杆5，支撑悬杆4底端固定到钢结构支撑架的支撑架悬吊点14的节点板。
通风隔板横向设置坡度，坡底设置纵向的集水槽2。
通风隔板横向两端插入围岩内，入岩位置做密封处理，隔板两端接缝处均采用可缩连接，于围岩内预留不低于10cm的可缩空间，隔板与槽壁之间使用柔性树脂胶密封连接。如此隔板可适应围岩水平收敛，即围岩水平向内变形时，隔板保持宽度不变，而是向围岩开槽孔的可缩空间位移，同时保证隔板与槽壁始终处于密封状态。
通风隔板于表面的支撑悬杆4贯穿位置提前开悬吊孔并设置有密封套3。
隧道通风隔板的关键构造点是frp板与蜂窝铝芯组成的复合板6，frp板以玻璃纤维为基体，用树脂胶粘结固化而成，通常用作屋面板，其表面平整度好，风阻小，倾斜安装汇水性好；同时frp材料耐酸碱性好，不存在腐蚀问题，包裹蜂窝铝芯可以解决铝芯的防腐问题，且接缝容易密封处理，经济成本较低。利用蜂窝状结构的优势大幅提高了面板的双向承载力，同时解决了隔风、降阻及平面流水问题。
隧道通风隔板荷载要求为1.9-2kpa，需要考虑1.5-2的安全富裕系数，同时考虑行人要求，参考相关规范人群均布活荷载2-3kpa。即不行人位置荷载要求为4kpa，行人位置为6kpa，区别对待，可以节约材料成本。通风道每米设2道顶部锚杆，用来悬吊支撑通风隔板，支撑悬杆采用三级钢筋，穿过通风隔板，为防止悬杆穿孔处漏水，于贯穿孔处安装密封套。
复合板宽度可设计为1.0~1.5m宽幅，沿斜井隧道横向铺设，纵向分块连接，是保证不漏风和承载的关键问题；复合板的蜂窝芯设计成锯齿状，锯齿对锯齿拼接，拼接处铺设frp加强板，并胶结密封，具有良好的密封性，同时确保接缝处满足6kpa的承载力。frp板与蜂窝铝芯组成的复合板下设支撑龙骨架，其中横向支撑架设置在通风隔板接缝处，纵向支撑架位于横向支撑下方，纵向支撑上方设有纵向增高梁；为满足行人安全，在人行道下方增加行人加强撑。
通风隔板于围岩侧壁开槽并安装牛腿支架，上边槽为可缩密封接缝做准备，以应对隧道水平收敛引起的隔板变形。通风隔板插入两侧围岩，入岩位置做密封处理，隔板两端接缝处均采用可缩连接，于围岩内预留不低于10cm的可缩空间，隔板与槽壁之间使用柔性树脂胶密封连接。如此隔板可适应围岩水平收敛，即围岩水平向内变形时，隔板保持宽度不变，而是向围岩开槽孔的可缩空间位移，同时保证隔板与槽壁始终处于密封状态。这样隔板既满足承载又满足封闭性，同时可以适度让压，在承载力较高时仍能维持隔板稳定。定期检测通风隔板两端连接处是否存在漏风的现象，若存在需及时补胶，保证连接处的密封性。
上述基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板的施工方法，包括以下步骤：
（1）斜井施工完成后，根据通风隔板设计图纸，确定隔板安装位置；
（2）通风道每米设2道顶部锚杆，借助初支锚杆，施工龙骨架悬吊支撑，用来悬吊通风隔板及支撑龙骨架，支撑悬杆采用三级钢筋。
（3）围岩侧壁开槽并安装牛腿支架，注意上边槽为可缩密封接缝做准备，以应对隧道水平收敛引起的隔板变形。通风隔板插入两侧围岩，隔板边缘入岩位置做密封处理，隔板两端接缝处均采用可缩连接，于围岩内预留不低于10cm的可缩空间，隔板与槽壁之间使用柔性树脂胶密封连接。如此隔板可适应围岩水平收敛，即围岩水平向内变形时，隔板保持宽度不变，而是向围岩开槽孔的可缩空间位移，同时保证隔板与槽壁始终处于密封状态。这样隔板既满足承载又满足封闭性，同时可以适度让压，在承载力较高时仍能维持隔板稳定。定期检测通风隔板两端连接处是否存在漏风的现象，若存在需及时补胶，保证连接处的密封性。
（4）复合板宽度设计为1.0~1.5m宽幅，铺装通风隔板，沿斜井隧道横向铺设，为整幅板，纵向分块连接，是保证不漏风和满足承载要求的关键。提前在通风隔板上开悬吊孔并装密封套以防止漏水；复合板的蜂窝芯设计成锯齿状，锯齿对锯齿拼接，拼接处铺设frp加强板，并胶结密封，具有良好的密封性，同时确保接缝处满足6kpa的承载力。
（5）通风隔板下设支撑龙骨架，其中横向支撑架设置在通风隔板接缝处，纵向支撑架位于横向支撑架下方，纵向支撑上方设有纵向增高梁；为满足行人安全，在人行道下方增加行人加强撑。利用支撑悬杆上下加装螺栓固定隔板，同时悬吊孔进行二次密封处理。
（6）循环安装隔板和龙骨架支撑，分阶段进行漏风检测和承重检测。
本发明具有以下特征：
（1）本发明提供了一种基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板，其关键结构为frp板与蜂窝铝芯组成的复合板6，隔板由三层材料组成，上下面层为frp面板11，中间层为蜂窝状铝芯强化层13，中间使用结构胶结剂12连接。通风道主要由通风隔板、隔板下支撑龙骨架和隔板上支撑悬杆4组成。钢结构支撑龙骨架包括纵向支撑架9及其上方的纵向支撑增高梁8、横向支撑架7，以及相交处设置有支撑架悬吊点14的节点板。
（2）本发明中通风隔板横断面上设计成2.5%坡度，有利于纵向排水设计，使围岩渗漏水汇流到隔板一侧，沿斜井向下汇流到集水槽。新鲜空气和污浊空气由风道隔板分离，分为上下两半，上半部分为进风道，隔一定距离设置射流风机将洞口新鲜空气压入，下半部分为出风道，将污风排出。
（3）本发明中风道每米设2道顶部锚杆，用来悬吊支撑frp板与蜂窝铝芯组成的复合板6，支撑悬杆4穿过通风隔板，于贯穿孔处安装密封套；同时板材接缝处和隔板边缘也做密封处理。
（4）本发明中通风隔板插入两侧围岩，入岩位置做密封处理，隔板两端接缝处均采用可缩连接，于围岩内预留不低于10cm的可缩空间，隔板与槽壁之间使用柔性树脂胶密封连接。如此隔板可适应围岩水平收敛，即围岩水平向内变形时，隔板保持宽度不变，而是向围岩开槽孔的可缩空间位移，同时保证隔板与槽壁始终处于密封状态。
（5）本发明中frp板与蜂窝铝芯组成的复合板6宽度设计为1.0~1.5m宽幅，沿斜井隧道横向铺设，纵向分块连接；复合板的蜂窝芯设计成锯齿状，锯齿对锯齿拼接，拼接处铺设frp加强板。通风隔板接缝处下方设置横向支撑架7，纵向支撑架9位于横向支撑架7下方，纵向支撑上方设有纵向支撑增高梁8；在人行道下方增加行人加强撑以保证行人安全。
（6）本发明提供了一种基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板的安装工序：借助初支锚杆施工龙骨架悬吊支撑、围岩侧壁开槽并安装支撑架、铺装通风隔板、安装纵横向龙骨架支撑，并于悬杆穿孔处、板材接缝处和隔板边缘处做密封处理。
本发明的基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板，将斜井分为上下两半，上半部分为进风道，隔一定距离设置射流风机将洞口新鲜空气压入，下半部分为出风道，将污风排出。利用frp板与蜂窝铝芯组成复合板自重轻、承压好等优点，保证需风量和承载力，有效解决长大隧道通风困难的问题。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
1.基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板，其特征在于：
所述通风隔板横向设置于斜井内，将斜井分为上部的进风道和下部的出风道；
通风隔板为frp板与蜂窝铝芯组成的复合板（6），复合板由三层材料组成，上下面层为frp面板（11），中间层为蜂窝状铝芯（12）强化层，使用结构胶结剂（12）进行连接；
通风隔板下方为钢结构支撑龙骨架，上部为支撑悬杆（4）。
2.根据权利要求1所述的基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板，其特征在于：
所述钢结构支撑龙骨架包括包括纵向支撑架（9）及其上方的纵向支撑增高梁（8）、横向支撑架（7），以及相交处设置有支撑架悬吊点（14）的节点板。
3.根据权利要求2所述的基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板，其特征在于：
通风隔板上方设置有竖向的支撑悬杆（4），支撑悬杆（4）顶端固定到斜井顶部的初期支护锚杆（5），支撑悬杆（4）底端固定到钢结构支撑架的支撑架悬吊点（14）的节点板。
4.根据权利要求3所述的基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板，其特征在于：
通风隔板横向设置坡度，坡底设置纵向的集水槽（2）。
5.根据权利要求4所述的基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板，其特征在于：
围岩侧壁开槽并安装牛腿支架（10），通风隔板横向插入围岩内，入岩位置做密封处理；
通风隔板两端接缝处均采用可缩连接方式，于围岩内预留不低于10cm的可缩空间，通风隔板与槽壁之间使用柔性树脂胶密封连接。
6.根据权利要求5所述的基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板，其特征在于：
通风隔板于表面的支撑悬杆（4）穿孔位置提前开悬吊孔并设置有密封套（3）。
7.根据权利要求6所述的基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板，其特征在于：
通风隔板沿斜井隧道横向铺设，为整幅板，纵向分块连接，复合板的蜂窝铝芯（13）呈锯齿状，锯齿对锯齿拼接，拼接处铺设frp加强板，并胶结密封。
8.基于frp板与蜂窝铝芯的长距离隧道通风隔板的施工方法，其特征在于：
包括以下步骤：
（1）斜井施工完成后，根据通风隔板设计图纸，确定隔板安装位置；
（2）通风道每米设2道顶部锚杆，借助初支锚杆，施工龙骨架悬吊支撑，用来悬吊通风隔板及支撑龙骨架，支撑悬杆采用三级钢筋；
（3）围岩侧壁开槽并安装牛腿支架，上边槽为可缩密封接缝做准备，以应对隧道水平收敛引起的隔板变形；通风隔板插入两侧围岩，隔板边缘入岩位置做密封处理，隔板两端接缝处均采用可缩连接，于围岩内预留不低于10cm的可缩空间，隔板与槽壁之间使用柔性树脂胶密封连接；
（4）复合板宽度设计为1.0~1.5m宽幅，铺装通风隔板，沿斜井隧道横向铺设，为整幅板，纵向分块连接；提前在通风隔板上开悬吊孔并装密封套以防止漏水；复合板的蜂窝芯设计成锯齿状，锯齿对锯齿拼接，拼接处铺设frp加强板，并胶结密封；
（5）通风隔板下设支撑龙骨架，其中横向支撑架设置在通风隔板接缝处，纵向支撑架位于横向支撑架下方，纵向支撑上方设有纵向增高梁；利用支撑悬杆上下加装螺栓固定隔板，同时悬吊孔进行二次密封处理；
（6）循环安装隔板和龙骨架支撑，分阶段进行漏风检测和承重检测。
技术总结