國(guó)道科布隧道防火涂料施工工藝探討

趙 輝

（甘肅甘南新世紀(jì)路橋有限責(zé)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(guó)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(diǎn)，隧道對(duì)安全的要求較高，因?yàn)橐坏┧淼廓M窄的環(huán)境下發(fā)生火災(zāi)，將對(duì)隧道混凝土結(jié)構(gòu)造成損害。根據(jù)相關(guān)資料，當(dāng)隧道混凝土結(jié)構(gòu)在狹窄環(huán)境火災(zāi)下，如超過(guò)1h 的持續(xù)時(shí)間救援不及時(shí)，將會(huì)失效。隧道襯砌將會(huì)變形和坍塌，導(dǎo)致更大的損失，所以對(duì)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(shí)間長(zhǎng)，防火性能差。在2020 年的隧道提質(zhì)升級(jí)活動(dòng)中，嘗試通過(guò)涂刷防火涂料，提高隧道的自身防火性能。防止在偶然火災(zāi)中，隧道自身發(fā)生二次災(zāi)害，導(dǎo)致更大的事故損失。

2 項(xiàng)目位置及簡(jiǎn)介

科布隧道位于迭部縣國(guó)道G345 線K2503+817處，科布隧道修建時(shí)間較長(zhǎng)，全長(zhǎng)401m，運(yùn)營(yíng)時(shí)間較長(zhǎng)，隧道側(cè)墻明顯無(wú)防火涂料涂刷。因處于國(guó)道，過(guò)往重型車(chē)輛較多，因無(wú)繞行路線，大型車(chē)輛中有一部分危險(xiǎn)化學(xué)品及易燃品車(chē)輛，急需完善防火功能，故在2020 年的隧道提質(zhì)升級(jí)活動(dòng)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(duì)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(yīng)對(duì)突發(fā)事件的發(fā)生。

3 設(shè)計(jì)性能要求

根據(jù)科布隧道位于國(guó)道，過(guò)往危險(xiǎn)化學(xué)品車(chē)輛較多，對(duì)使用性能提出要求。本工程計(jì)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(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求：

（1）在突發(fā)事件發(fā)生后導(dǎo)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(dá)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(huì)導(dǎo)致鋼筋力學(xué)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(yīng)為無(wú)機(jī)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(yàn)指標(biāo)達(dá)到AQ（安全一級(jí)）的性能。

（3）應(yīng)滿足隧道環(huán)境下長(zhǎng)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(qiáng)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(shí)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(dāng)調(diào)配底漆和面漆的組成及比列。且拌合時(shí)間不得小于10min。待拌合均勻后，需繼續(xù)拌合3min，才可進(jìn)行噴涂施工。一般必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定配方，在增強(qiáng)防火涂料和隧道襯砌的粘結(jié)穩(wěn)定性，滿足現(xiàn)場(chǎng)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(hù)；開(kāi)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(duì)科布隧道路段進(jìn)行了檢查：對(duì)舊隧道襯砌表面病害認(rèn)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(duì)裂縫及時(shí)采用灌縫處理，對(duì)松散混凝土及時(shí)采用環(huán)氧樹(shù)脂混凝土修復(fù)處理。

隧道襯砌和防火涂料的粘結(jié)是質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)，所以應(yīng)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(yīng)填補(bǔ)平整；隧道襯砌表面凸出部分進(jìn)行打磨；對(duì)凹陷部分采用環(huán)氧混凝土修補(bǔ)處理。在確保基底合格的基礎(chǔ)，進(jìn)入下一步涂刷工作。

4.2 拌和工藝要求

防火材料對(duì)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(zhuān)門(mén)在隧道進(jìn)口高處，搭建材料儲(chǔ)存庫(kù)房。防火材料都?jí)|高50cm，嚴(yán)格控制環(huán)境濕度。適當(dāng)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(jī)械采用專(zhuān)有的砂漿攪拌機(jī)拌合，因?yàn)榘韬途鶆蛐詫?duì)質(zhì)量有較大的影響，所以禁止人工拌合，機(jī)械拌合時(shí)間不小于10min。

4.3 涂料涂刷要求

防火涂料拌和后，應(yīng)立即噴涂時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，噴槍和隧道襯砌距離18～28cm 合適。發(fā)現(xiàn)過(guò)近容易反彈，造成涂料較大浪費(fèi)。過(guò)遠(yuǎn)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(diǎn)是隨時(shí)檢查。主要現(xiàn)場(chǎng)檢查厚度和拌合質(zhì)量；眼觀應(yīng)整個(gè)涂刷面無(wú)色差和無(wú)漏涂現(xiàn)象；施工完表面應(yīng)無(wú)結(jié)塊和流掛情況；采用儀器檢測(cè)粘結(jié)力情況和有無(wú)空洞現(xiàn)象。

5 隧道質(zhì)量控制要點(diǎn)

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(yàn)收還沒(méi)有統(tǒng)一的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。在與設(shè)計(jì)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(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，制定項(xiàng)目的防火涂料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，其主要的檢查手段和檢查方法見(jiàn)表1。

表1 質(zhì)量檢查表

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

表2 關(guān)鍵工序過(guò)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(yīng)用，但在公路隧道應(yīng)用比較少，所以相對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料施工來(lái)說(shuō)，隧道襯砌防火涂料施工有特殊的質(zhì)量控制要點(diǎn)，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(yīng)沿著襯砌設(shè)置的施工縫、伸縮縫、沉降縫進(jìn)行切割，切縫深度為噴層厚度，寬度宜為3～5mm 左右，切縫應(yīng)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(yán)格的施工順序。宜分段、分區(qū)施工，應(yīng)按邊墻、拱腰、拱頂由下至上的順序進(jìn)行。

（3）隧道防火涂料施工對(duì)細(xì)節(jié)要求嚴(yán)：噴涂前應(yīng)對(duì)襯砌表面、施工縫、伸縮縫、沉降縫及錯(cuò)臺(tái)部位進(jìn)行打磨、補(bǔ)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(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工容易出現(xiàn)裂縫。主要原因是養(yǎng)護(hù)時(shí)間不長(zhǎng)或不到位，拌合工藝不達(dá)標(biāo)。所以施工完立即養(yǎng)護(hù)，必須養(yǎng)護(hù)7d 以上。

（5）隧道濕潤(rùn)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(qiáng)導(dǎo)致和拌合后長(zhǎng)時(shí)間不用。處理辦法是加強(qiáng)混凝土面清掃，在檢查合格的基礎(chǔ)上，方可涂刷涂料；對(duì)涂料應(yīng)隨拌隨用；確保涂料在半小時(shí)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(yīng)在夏季較高溫度下涂刷，環(huán)境濕度不應(yīng)過(guò)干或過(guò)濕。應(yīng)合理控制涂裝下一層涂料時(shí)間，不應(yīng)過(guò)短，應(yīng)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(chǎng)國(guó)道保暢的要求，采用半幅隧道涂刷施工，半幅隧道通車(chē)的工藝。所以需要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)交通管制，防止發(fā)生安全事故。

7 結(jié)論

國(guó)道G345 線科布隧道完成施工后，在交工檢測(cè)中各項(xiàng)指標(biāo)都滿足設(shè)計(jì)和質(zhì)量要求。現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行隧道防火測(cè)試，發(fā)現(xiàn)能滿足防火時(shí)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(dá)到維護(hù)隧道結(jié)構(gòu)安全和限制火災(zāi)的擴(kuò)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(zhǎng)時(shí)間來(lái)驗(yàn)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(zāi)下隧道結(jié)構(gòu)失效的關(guān)鍵特點(diǎn)，會(huì)在提高甘肅老舊隧道安全保障性能上有較多的應(yīng)用。