國道科布隧道防火涂料施工工藝探討

趙 輝

（甘肅甘南新世紀路橋有限責任公司，甘肅 甘南 747000）

1 概述

隨著現(xiàn)代隧道技術(shù)的發(fā)展，我國西部山區(qū)交通需求的廣增，在西部廣大山區(qū)修建了許多公路隧道。作為公路的關(guān)鍵之點，隧道對安全的要求較高，因為一旦隧道狹窄的環(huán)境下發(fā)生火災，將對隧道混凝土結(jié)構(gòu)造成損害。根據(jù)相關(guān)資料，當隧道混凝土結(jié)構(gòu)在狹窄環(huán)境火災下，如超過1h 的持續(xù)時間救援不及時，將會失效。隧道襯砌將會變形和坍塌，導致更大的損失，所以對隧道防火能力有較高的要求。甘肅甘南州地區(qū)有部分老舊隧道使用時間長，防火性能差。在2020 年的隧道提質(zhì)升級活動中，嘗試通過涂刷防火涂料，提高隧道的自身防火性能。防止在偶然火災中，隧道自身發(fā)生二次災害，導致更大的事故損失。

2 項目位置及簡介

科布隧道位于迭部縣國道G345 線K2503+817處，科布隧道修建時間較長，全長401m，運營時間較長，隧道側(cè)墻明顯無防火涂料涂刷。因處于國道，過往重型車輛較多，因無繞行路線，大型車輛中有一部分危險化學品及易燃品車輛，急需完善防火功能，故在2020 年的隧道提質(zhì)升級活動中，在完善隧道滅火器材的基礎(chǔ)上和限速的基礎(chǔ)上，嘗試對隧道側(cè)墻增設(shè)防火涂料，多方面提高隧道自身的防火性能，更有效的應對突發(fā)事件的發(fā)生。

3 設(shè)計性能要求

根據(jù)科布隧道位于國道，過往危險化學品車輛較多，對使用性能提出要求。本工程計劃在隧道襯砌側(cè)墻涂刷10mm 厚度且具有良好的粘結(jié)能力和耐久性及防火性能的涂料，隧道采用的防火涂料應達到以下技術(shù)要求：

（1）在突發(fā)事件發(fā)生后導致隧道受火2h 后,防火涂料有效隔絕火源與混凝土，防火涂料不脫落。達到確保隧道襯砌混凝土表面升溫小于370℃；因鋼筋不耐高熱，高溫會導致鋼筋力學性能下降，所以二襯混凝土里的鋼筋溫度必須小于240℃。

（2）隧道內(nèi)涂刷應為無機涂料，以充分保證在常溫及高溫下隧道密閉環(huán)境下不釋放有害氣體，涂料毒性試驗指標達到AQ（安全一級）的性能。

（3）應滿足隧道環(huán)境下長期使用不脫落、不掉皮、干裂、不起層的使用性能。要求與襯砌混凝土的粘結(jié)強度大于0.4MPa，確保在隧道的特殊環(huán)境如潮濕條件性能比較穩(wěn)定。

根據(jù)工程科布隧道的實際情況，采用自行配比的防火涂料，根據(jù)多次試配，發(fā)現(xiàn)采用兩層涂料效果較好，如底層防火涂料主要滿足和基底的粘結(jié)力，面層涂料主要滿足使用環(huán)境的穩(wěn)定性。根據(jù)該配方原則，在保證防火性能為主的基礎(chǔ)上，適當調(diào)配底漆和面漆的組成及比列。且拌合時間不得小于10min。待拌合均勻后，需繼續(xù)拌合3min，才可進行噴涂施工。一般必須根據(jù)現(xiàn)場試驗確定配方，在增強防火涂料和隧道襯砌的粘結(jié)穩(wěn)定性，滿足現(xiàn)場快速固化的特性。

4 主要施工工藝

隧道防火涂料施工和鋼結(jié)構(gòu)防火涂料施工程序基本一致，但所處環(huán)境和要求不一樣。主要步驟為：隧道襯砌基面處理；拌和防火材料；第一層底漆涂刷；厚度和質(zhì)量檢查；面漆涂刷；養(yǎng)護；開放使用。

4.1 隧道基面處理

因舊隧道增設(shè)防火涂料屬于新工藝，施工前對科布隧道路段進行了檢查：對舊隧道襯砌表面病害認真調(diào)查，發(fā)現(xiàn)隧道襯砌表面主要病害是裂縫和部分襯砌混凝土出現(xiàn)表面松散現(xiàn)象，對裂縫及時采用灌縫處理，對松散混凝土及時采用環(huán)氧樹脂混凝土修復處理。

隧道襯砌和防火涂料的粘結(jié)是質(zhì)量的關(guān)鍵點，所以應清除洞壁污染層；高壓水槍清洗結(jié)合面；破損及坑洼部分應填補平整；隧道襯砌表面凸出部分進行打磨；對凹陷部分采用環(huán)氧混凝土修補處理。在確保基底合格的基礎(chǔ)，進入下一步涂刷工作。

4.2 拌和工藝要求

防火材料對貯存環(huán)境有要求，不能受潮和受濕，必須在干燥環(huán)境下存放。根據(jù)科布隧道所處環(huán)境，專門在隧道進口高處，搭建材料儲存庫房。防火材料都墊高50cm，嚴格控制環(huán)境濕度。適當配置空調(diào)抽濕設(shè)備，確保材料處于干燥環(huán)境下，結(jié)塊的涂料不得使用。

拌合機械采用專有的砂漿攪拌機拌合，因為拌和均勻性對質(zhì)量有較大的影響，所以禁止人工拌合，機械拌合時間不小于10min。

4.3 涂料涂刷要求

防火涂料拌和后，應立即噴涂時，根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果，噴槍和隧道襯砌距離18～28cm 合適。發(fā)現(xiàn)過近容易反彈，造成涂料較大浪費。過遠則噴涂力不足，造成涂料密度不足，容易后期脫落。

4.4 厚度和質(zhì)量檢查要求

隧道防火涂料施工的要點是隨時檢查。主要現(xiàn)場檢查厚度和拌合質(zhì)量；眼觀應整個涂刷面無色差和無漏涂現(xiàn)象；施工完表面應無結(jié)塊和流掛情況；采用儀器檢測粘結(jié)力情況和有無空洞現(xiàn)象。

5 隧道質(zhì)量控制要點

因現(xiàn)行的公路隧道防火涂料施工屬于新工藝，目前質(zhì)量驗收還沒有統(tǒng)一的驗收標準。在與設(shè)計和監(jiān)理人員共同商討的基礎(chǔ)上，參考房屋建筑中鋼結(jié)構(gòu)防火工藝質(zhì)量驗收標準，制定項目的防火涂料驗收標準，其主要的檢查手段和檢查方法見表1。

表1 質(zhì)量檢查表

隧道防火涂料的過程控制是質(zhì)量合格的關(guān)鍵，所以我們也制定了過程控制的主要指標見表2。

表2 關(guān)鍵工序過程檢查表

6 隧道防火涂料施工特殊之處

防火涂料施工在鋼結(jié)構(gòu)有較多的應用，但在公路隧道應用比較少，所以相對鋼結(jié)構(gòu)防火涂料施工來說，隧道襯砌防火涂料施工有特殊的質(zhì)量控制要點，隧道防火涂料施工有以下特殊之處；

（1）在防火涂料完畢3～7d 后應沿著襯砌設(shè)置的施工縫、伸縮縫、沉降縫進行切割，切縫深度為噴層厚度，寬度宜為3～5mm 左右，切縫應整齊圓順。鋼結(jié)構(gòu)不存在切縫工藝。

（2）隧道防火涂料噴涂有嚴格的施工順序。宜分段、分區(qū)施工，應按邊墻、拱腰、拱頂由下至上的順序進行。

（3）隧道防火涂料施工對細節(jié)要求嚴：噴涂前應對襯砌表面、施工縫、伸縮縫、沉降縫及錯臺部位進行打磨、補平及清洗處理，清除襯砌表面的疏松層、浮漿和油污等臟物。

（4）隧道防火涂料相對鋼結(jié)構(gòu)施工容易出現(xiàn)裂縫。主要原因是養(yǎng)護時間不長或不到位，拌合工藝不達標。所以施工完立即養(yǎng)護，必須養(yǎng)護7d 以上。

（5）隧道濕潤環(huán)境下，防火涂料容易脫落。分析屬于混凝土與涂料粘結(jié)力不強導致和拌合后長時間不用。處理辦法是加強混凝土面清掃，在檢查合格的基礎(chǔ)上，方可涂刷涂料；對涂料應隨拌隨用；確保涂料在半小時內(nèi)用完，防止涂料失效。

（6）隧道防火涂料施工有較高的環(huán)境溫度要求。應在夏季較高溫度下涂刷，環(huán)境濕度不應過干或過濕。應合理控制涂裝下一層涂料時間，不應過短，應在上一層涂料處于干燥狀態(tài)涂刷下一層。

（7）隧道防火涂料施工環(huán)境難度大。一般根據(jù)現(xiàn)場國道保暢的要求，采用半幅隧道涂刷施工，半幅隧道通車的工藝。所以需要加強現(xiàn)場交通管制，防止發(fā)生安全事故。

7 結(jié)論

國道G345 線科布隧道完成施工后，在交工檢測中各項指標都滿足設(shè)計和質(zhì)量要求。現(xiàn)場進行隧道防火測試，發(fā)現(xiàn)能滿足防火時間2h 以上和防火涂料功能不失效。發(fā)現(xiàn)明顯的隔離熱源和結(jié)構(gòu)混凝土的功能，有效的防止襯砌混凝土受熱變形，達到維護隧道結(jié)構(gòu)安全和限制火災的擴散及降低損失的性能。

總之,隧道涂刷防火材料的工藝是提高隧道安全保障能力的一種嘗試，隧道防火涂料施工工藝還需要較長時間來驗證耐久性和穩(wěn)定性。但隧道防火涂料顯示出有效提高隧道防火能力，保障交通暢通和防止火災下隧道結(jié)構(gòu)失效的關(guān)鍵特點，會在提高甘肅老舊隧道安全保障性能上有較多的應用。