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

隨著現代隧道技術的發展，我國西部山區交通需求的廣增，在西部廣大山區修建了許多公路隧道。作為公路的關鍵之點，隧道對安全的要求較高，因為一旦隧道狹窄的環境下發生火災，將對隧道混凝土結構造成損害。根據相關資料，當隧道混凝土結構在狹窄環境火災下，如超過1h 的持續時間救援不及時，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 年的隧道提質升級活動中，在完善隧道滅火器材的基礎上和限速的基礎上，嘗試對隧道側墻增設防火涂料，多方面提高隧道自身的防火性能，更有效的應對突發事件的發生。

3 設計性能要求

根據科布隧道位于國道，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墻涂刷10mm 厚度且具有良好的粘結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要求：

（1）在突發事件發生后導致隧道受火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強度大于0.4MPa，確保在隧道的特殊環境如潮濕條件性能比較穩定。

根據工程科布隧道的實際情況，采用自行配比的防火涂料，根據多次試配，發現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力，面層涂料主要滿足使用環境的穩定性。根據該配方原則，在保證防火性能為主的基礎上，適當調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，需繼續拌合3min，才可進行噴涂施工。一般必須根據現場試驗確定配方，在增強防火涂料和隧道襯砌的粘結穩定性，滿足現場快速固化的特性。

4 主要施工工藝

隧道防火涂料施工和鋼結構防火涂料施工程序基本一致，但所處環境和要求不一樣。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；厚度和質量檢查；面漆涂刷；養護；開放使用。

4.1 隧道基面處理

因舊隧道增設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查，發現隧道襯砌表面主要病害是裂縫和部分襯砌混凝土出現表面松散現象，對裂縫及時采用灌縫處理，對松散混凝土及時采用環氧樹脂混凝土修復處理。

隧道襯砌和防火涂料的粘結是質量的關鍵點，所以應清除洞壁污染層；高壓水槍清洗結合面；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；對凹陷部分采用環氧混凝土修補處理。在確保基底合格的基礎，進入下一步涂刷工作。

4.2 拌和工藝要求

防火材料對貯存環境有要求，不能受潮和受濕，必須在干燥環境下存放。根據科布隧道所處環境，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，嚴格控制環境濕度。適當配置空調抽濕設備，確保材料處于干燥環境下，結塊的涂料不得使用。

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，根據現場試驗結果，噴槍和隧道襯砌距離18～28cm 合適。發現過近容易反彈，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 厚度和質量檢查要求

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

5 隧道質量控制要點

因現行的公路隧道防火涂料施工屬于新工藝，目前質量驗收還沒有統一的驗收標準。在與設計和監理人員共同商討的基礎上，參考房屋建筑中鋼結構防火工藝質量驗收標準，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 質量檢查表

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

表2 關鍵工序過程檢查表

6 隧道防火涂料施工特殊之處

防火涂料施工在鋼結構有較多的應用，但在公路隧道應用比較少，所以相對鋼結構防火涂料施工來說，隧道襯砌防火涂料施工有特殊的質量控制要點，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。鋼結構不存在切縫工藝。

（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構施工容易出現裂縫。主要原因是養護時間不長或不到位，拌合工藝不達標。所以施工完立即養護，必須養護7d 以上。

（5）隧道濕潤環境下，防火涂料容易脫落。分析屬于混凝土與涂料粘結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，在檢查合格的基礎上，方可涂刷涂料；對涂料應隨拌隨用；確保涂料在半小時內用完，防止涂料失效。

（6）隧道防火涂料施工有較高的環境溫度要求。應在夏季較高溫度下涂刷，環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涂刷下一層。

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

7 結論

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計和質量要求。現場進行隧道防火測試，發現能滿足防火時間2h 以上和防火涂料功能不失效。發現明顯的隔離熱源和結構混凝土的功能，有效的防止襯砌混凝土受熱變形，達到維護隧道結構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構失效的關鍵特點，會在提高甘肅老舊隧道安全保障性能上有較多的應用。