[發明專利]一種基于氣柱彌散式加熱的土體表層凍結防控系統

有效

• 申請號: 201710792329.X
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107386265B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 俞祁浩;王俊峰;游艷輝;袁昌
• 申請（專利權）人: 中國科學院西北生態環境資源研究院
• 主分類號: E02D3/11
• 分類號: E02D3/11
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 曹向東

本發明涉及一種基于氣柱彌散式加熱的土體表層凍結防控系統，包括產生熱空氣的高溫空氣發生器（1），將熱空氣經由送風管（3）、漸縮式喉管（4）傳送出去的高速送風機（2）以及與漸縮式喉管（4）出風口相連的彌散式氣柱（5）；彌散式氣柱（5）上方設有隔熱膜（6），隔熱膜（6）遠離土體表層的邊緣設有側氣簾（7），隔熱膜（6）和側氣簾（7）將彌散式氣柱（5）容納于兩者與土體表層形成的內部空間的中部；減縮式喉管（4）的直徑從進風口到出風口逐漸增大。本申請在土體表層形成一個穩定的熱空氣層，從而使其不斷被熱空氣加熱，加熱效率高、防凍效果優良。本申請還具有安裝實施方便、移動靈活、防控面積大、及工程造價低等優點。

技術領域

本發明涉及土體表層凍結防控技術領域，尤其涉及一種基于氣柱彌散式加熱的土體表層凍結防控系統。

背景技術

在我國西部和高山地區，季節凍土和多年凍土廣泛分布，面積約占中國陸地總面積的70%。近年來，隨著西部大開發的積極推進，道路工程、大型水利水電開發工程等逐漸在西部山區和高原寒區實施。由于土體中的水分在冰凍過程中體積增大，產生凍脹力，迫使土粒發生相對位移，而融化后又發生融沉，容易造成構筑物的損壞，所以在這些工程實施過程中，路基和壩體夯筑要求土料嚴禁含有凍結土塊、工程作業面嚴禁出現凍結。因此，在季節凍土和多年凍土分布區，路基修筑和壩體填筑過程中做好土料和工程作業面的凍結防控對于確保工程質量、縮短工程周期、降低工程造價具有重要的意義和現實需要。

鑒于季節凍土和多年凍土分布區的極端環境條件、工程自身作業面和土方使用量大等問題，現有公開的物料表層防凍技術往往需要借助大功率電源產生交變磁場進行加熱或單獨設計供暖子系統進行加熱防凍。但是，這些技術措施均是針對輸電線路、隧道和管道等防凍問題而研發的，防凍系統一旦建成運營，難以移動和變更，而且這些防凍系統構造復雜、工程造價高、防凍范圍較小，難以滿足道路或壩體工程中土料防護體積龐大、施工作業面寬廣且隨時變動的難題，達不到預期的土料和工作面土體凍結防控目標。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種實施方便、加熱效率高和防凍效果優良的基于氣柱彌散式加熱的土體表層凍結防控系統，確保低溫結冰環境下工程構筑物表層土體不發生凍結，滿足工程施工過程中連續作業、提高工程施工進度的需要。

為解決上述問題，本發明所述的一種基于氣柱彌散式加熱的土體表層凍結防控系統，其特征在于，該系統包括產生熱空氣的高溫空氣發生器，將所述熱空氣以一定速度和壓力經由送風管、漸縮式喉管傳送出去的高速送風機以及與所述漸縮式喉管出風口相連的彌散式氣柱；所述彌散式氣柱上開設有均勻分布的透氣彌散孔且其上方設有隔熱膜，所述隔熱膜遠離土體表層的邊緣設有側氣簾，所述隔熱膜和所述側氣簾將所述彌散式氣柱容納于兩者與土體表層形成的內部空間的中部；所述漸縮式喉管的直徑從進風口到出風口逐漸增大。

優選的，所述彌散式氣柱由兩條并排且側壁連在一起的圓柱型管構成；所述漸縮式喉管的數量為兩條，其對應的兩個進風口并行連接至所述送風管的出風口。

優選的，所述隔熱膜與土體表層接觸的兩側設有自重式壓膜。

優選的，所述彌散式氣柱的上表面與所述隔熱膜的下表面粘接。

優選的，所述彌散式氣柱由透氣尼龍布制得。

優選的，所述彌散式氣柱上的透氣彌散孔呈圓形、半圓形或者方形。

優選的，所述送風管為柔性韌性強的螺紋管。

本發明與現有技術相比具有以下優點：