[實用新型]一種寒區隧道保溫系統

有效

• 申請號: 201820169530.2
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN207829919U
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 張夢澤;陳浩;張威;梁盟
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: E21D11/38
• 分類號: E21D11/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本實用新型公開了一種寒區隧道保溫系統，本實用新型的保溫系統通過固定在隧道內壁上的拱形保溫裝置，在拱形保溫裝置內持續通入熱(冷)風，利用空氣隔熱性能良好、導熱性差的特點，減少保溫能耗的同時可以增加系統單次保溫時長，本系統能夠可以幫助多年凍土區的隧道避免凍融，又可以幫助季節性寒區隧道發生凍脹，從而使隧道遠離凍害。本系統可靠性強，模塊化部件利于安裝和維護，不僅可以用于新建隧道，也可以用于已有隧道的保溫改造。

技術領域

本實用新型涉及寒區隧道領域，具體涉及一種寒區隧道保溫系統。

背景技術

中國44％的區屬于寒區，在這些地區修筑的隧道即為寒區隧道。寒區隧道面臨的最大問題是隧道凍害，近年來我國投入到寒區隧道凍害治理的費用不斷增加，即便如此，仍有不少隧道飽受凍害困擾，甚至廢棄，寒區隧道凍害防治正成為隧道界的重要研究課題。寒區隧道凍害發生的主要原因是凍融和凍脹：凍融是指已凍結圍巖因隧道內溫度升高發生消融導致圍巖自承能力降低，使襯砌應力場發生改變的一種凍害現象；凍脹則是指襯砌及圍巖裂隙中水凍結膨脹引起的應力變化及結構破壞。

以往研究中，研究人員研究了寒區隧道溫度場分布、凍害機理及各種凍害防治措施。寒區隧道凍害防治措施包括電伴熱電纜防凍技術、新型保溫材料、深埋排水管、地源熱泵系統等。電伴熱系統是一種輻射型供暖系統，以電熱絲為熱媒，通過使發熱電纜通電將電能轉化成熱能，傳遞給被加熱體，并通過外層隔熱材料的保護，以達到系統需要的供暖、保溫效果，可以和物聯網結合根據需要迅速響應，主動進行加熱保溫。新型保溫材料的研究可以豐富保溫材料種類，在保障有效性的基礎上更好的提升經濟效益，屬于被動保溫，常常與主動保溫措施相結合使用。深埋排水管是將排水管埋置在凍結線以下，防止排水管中的水凍結阻塞排水通道，不能及時排出地下水，導致襯砌后水壓增大，發生凍脹使襯砌結構收到威脅，確定其埋置深度需要因地制宜進行詳細的溫度場勘查，防止深度不足失效或埋深過深導致投資浪費。地源熱泵系統是利用隧道溫度分布的不均勻性，將熱交換管埋入襯砌后，利用中間段地溫來防止進出口段凍結，可以節約能源，但是操作復雜，維護麻煩。這些防凍害措施對于凍脹防治效果各有千秋，但是對于凍融問題無能為力。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種寒區隧道保溫系統，利用系統可以為寒區隧道在冬季提供防凍保證，既可以幫助多年凍土區的隧道避免凍融，又可以幫助季節性寒區隧道發生凍脹，從而使隧道遠離凍害。

為了達到上述目的，本實用新型包括固定在隧道內壁上的拱形保溫裝置，拱形保溫裝置連接物聯網系統，拱形保溫裝置和物聯網系統均連接能源系統供電；

拱形保溫裝置包括若干個拱頂管片，每個拱頂管片的兩側均依次對應設置有管道連通的拱肩管片、拱腰管片、拱腳管片和拱底管片，拱底管片連接風道，風道連接保溫風機；

拱肩管片、拱腰管片和拱腳管片均包括通過管片外壁和管片內壁所組成的管道，管片內壁外覆蓋有保溫層，管片外壁和管片內壁的兩端均設置有管片接口，拱底管片的一端通過管片接口連接風道；

風道包括圓形風道壁，風道壁外覆蓋有保溫層，風道壁上開設有用于與拱底管片通風的風道接口；

相鄰的風道間通過引風道連接，引風道包括圓形風道壁，風道壁外覆蓋有保溫層，通過引風道將洞外冷空氣引入洞內，能夠防止凍融現象發生。

物聯網系統包括置于若干置于拱形保溫裝置內的傳感器，傳感器通過控制電纜連接信號發射器，信號發射器的信號傳輸至主機。

能源系統包括常規供電、太陽能供電和風力發電供電。

拱頂管片、拱肩管片、拱腰管片、拱腳管片和拱底管片上設置有用于固定在隧道內壁上的固定孔。