隧道防火涂料施工工藝研究

豐功吉

（山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

0 引言

隧道是整個公路交通運輸中比較薄弱的環(huán)節(jié)，其安全與否直接影響著整條道路的暢通。隧道中發(fā)生交通事故或者出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害對道路通行影響時間長，恢復(fù)通行難度大；而在發(fā)生交通事故的各種情況尤其以交通火災(zāi)事故影響最為嚴重。為了減少交通事故造成的損失，隧道在建設(shè)和養(yǎng)護期采取防火措施。其中包括安裝噴淋滅火系統(tǒng)、設(shè)置混凝土犧牲層、使用耐火纖維混凝土、粘貼隧道專用防火板、噴涂隧道專用防火涂料、噴射無機纖維防火護層材料，各種措施各有利弊[1]。比較一下，發(fā)現(xiàn)噴涂防火涂料是性價比最高的防火方法。防火涂料通過機械噴涂于隧道的內(nèi)壁及拱頂表面，火災(zāi)時起隔熱保護作用，可有效防止隧道內(nèi)鋼筋混凝土在高溫下強度降低，避免混凝土炸裂及襯砌內(nèi)鋼筋破壞失去支撐能力而導(dǎo)致隧道垮塌等[2-3]。本文研究隧道防火涂料施工工藝，是為了更好地通過施工控制來發(fā)揮隧道防火涂料的優(yōu)點，提高其耐火性能和使用效果。

1 適用范圍

由于隧道防火涂料的主要成分為鋁酸鹽水泥，其可以適用于一般民用混凝土結(jié)構(gòu)建筑防火和隧道防火噴涂工程，性能指標滿足《混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料》標準。

防火涂料配方如表1。

鋁酸鹽水泥和膠粉主要起著黏結(jié)作用，在施工過程中添加適量水分經(jīng)攪拌均勻，膠粉溶解于漿狀涂料中，增加涂料黏結(jié)強度，保證涂料牢固地附著在隧道壁上。涂料中的蛭石、云母和珍珠巖起了隔熱作用，空心玻璃珠、氫氧化鋁、氫氧化鎂等在涂層受熱時吸收熱量熔融分解，降低涂層溫度，起到防火作用。

表1 隧道防火涂料原材料及配比

2 工藝原理

隧道防火涂料施工工藝一般為3層間隔性施工，分別為基層（表面打底）、中間層施工和表層（面涂）施工。單組分涂料施工時采用與水按照1∶0.75的比例進行混合，以適合灰漿泵噴涂為準。涂料經(jīng)攪拌并靜置一段時間后再通過擠壓式灰漿泵進行噴涂施工，噴涂后涂層要進行養(yǎng)護，直至達到設(shè)計要求。

3 工藝流程及操作要求

3.1 施工機械及材料準備

3.1.1 施工機具及人員

a）砂漿攪拌機 用于隧道防火涂料的拌合，一般采用臥式攪拌機或者普通立式混凝土攪拌機，攪拌時邊添加涂料邊加水。確保攪拌后的涂料具有足夠的黏度，用水量要適度，水量過大會出現(xiàn)涂料中的部分材料在噴涂間隙會發(fā)生沉淀，過灰漿泵時困難，易損毀設(shè)備，涂料噴涂后在隧道壁上流掛。用水量過少，涂料黏度增大，流動性差，噴涂時增加泵的負荷，也會導(dǎo)致設(shè)備損壞。

b）專用噴涂設(shè)備（擠壓式灰漿泵、空壓機） 在灰漿機進料口處要增加一個過濾網(wǎng)，將涂料中大顆粒的材料過濾下來，以免損壞噴涂設(shè)備，或者影響涂料噴涂后的黏結(jié)強度。在隧道內(nèi)噴涂施工，小面積修補時，通常需要滾涂設(shè)備或者滾涂刷子。

c）涂抹灰漿專用鐵板 在修補隧道內(nèi)噴涂留下的死角或者施工中出現(xiàn)的少部分缺陷時，需要用鐵板盛上攪拌適當?shù)耐苛蠈ζ湫扪a。

d）清洗用具 主要是噴水設(shè)備或者刷子，用于施工完畢后對噴涂機具進行清洗，保持施工設(shè)備干凈清潔，避免涂料干結(jié)固化后附著在設(shè)備內(nèi)壁上堵塞管路，影響下次施工應(yīng)用。

e）運輸車輛 一般采用大型載重汽車運輸防火涂料。

f）施工人員 需要施工技術(shù)熟練的工人8～10人，在施工經(jīng)驗和施工技能方面均可以保證工程質(zhì)量，節(jié)約費用。

3.1.2 施工準備

首先清理隧道內(nèi)混凝土表面的浮塵、油污等，使隧道壁表面更適合與防火涂料黏結(jié)，并用混凝土修補隧道壁表面凹凸不平的地方，確保隧道混凝土表面的平整。同時對表面特別光滑的隧道壁進行打毛，使隧道防火涂料更容易黏結(jié)。隧道內(nèi)漏水、滲水的地方必須進行止水補漏。施工前對隧道壁進行灑水潤濕，確保涂料與隧道壁黏結(jié)良好。

3.1.3 基層施工

將水和涂料大致按0.75∶1的比例（質(zhì)量比）混合，用攪拌機攪拌均勻，使涂料成稠漿狀，根據(jù)設(shè)備噴涂壓力，調(diào)整水與涂料的比例，以適合施工設(shè)備噴涂施工為準。在噴涂前先用攪拌好的料漿在隧道壁上做間距為2.5 m的橫向條狀厚度標志，作為涂層厚度的參照物。施工時用噴涂機從隧道的腰部向頂部（從下至上）進行施工，每次噴涂約5 mm厚。待第一次噴涂干透后，再繼續(xù)噴涂第二次，如此循環(huán)，直至達到設(shè)計厚度。由于施工時設(shè)備噴涂壓力大，噴涂形成的涂層在隧道壁上不夠光滑，為了提高涂料涂層的美觀性，一般在最后一次噴涂后，要立即用料漿進行手工補填找平、修整抹光，使涂層表面平整光滑，并確保涂層達到設(shè)計厚度。也有在表面涂刷彩色涂料的，以提高隧道的美觀性、光潔性。

3.1.4 表層施工

在涂料基層基本干透成型后（需3 d）方可進行表層施工，對表面要求較高的工程，如市政工程等，在表層施工前最好在基層表面刮一層找平膩子，使表面平整，表層施工后隧道壁光潔明亮。表層涂料一般黏度較低，可以采用設(shè)備噴涂、手工刷涂或滾涂施工。要求噴刷工藝均勻、平滑、無色差。不同顏色的分界線要求平直、清晰。

3.1.5 涂層養(yǎng)護

氣溫在5℃以上時，一般需自然養(yǎng)護28 d，養(yǎng)護條件與普通混凝土基本相同，在養(yǎng)護過程中如果發(fā)現(xiàn)涂層有損傷，應(yīng)及時修補。

4 結(jié)語

目前，我國已成為世界上隧道和地下工程最多、隧道結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、隧道建設(shè)發(fā)展速度最快的國家，鑒于各種道路火災(zāi)的慘痛教訓，隧道消防安全問題已引起了我國交通運輸及消防、安監(jiān)等部門的高度重視。本施工工藝簡單易行，可保證施工質(zhì)量，工程完成后可提高隧道的防火能力、可改善隧道內(nèi)壁整體的層間結(jié)構(gòu)；使隧道防火涂料的耐火優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，提高隧道的行車安全系數(shù)，本文對指導(dǎo)隧道防火涂料噴涂施工具有較大的推廣應(yīng)用價值。