[發(fā)明專利]一種高地溫地質隧道基于臺車的降溫系統(tǒng)及應用方法

在審

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• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN111894649A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設計）人: 張一鳴;高慧;楊雪晴;高之然
• 申請（專利權）人: 河北工業(yè)大學
• 主分類號: E21F3/00
• 分類號: E21F3/00
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

本發(fā)明公開了一種高地溫地質隧道基于臺車的降溫系統(tǒng)及應用方法，該降溫系統(tǒng)包括儲水蒸發(fā)裝置、導氣導水管和抽氣冷凝裝置三部分。儲水蒸發(fā)裝置中的儲水箱內設有交錯分布的圓柱管用以增大接觸面積和防止儲水箱變形，儲水箱上設有出氣口、進水口，出氣口與導氣導水管的導氣管連接，進水口與導氣導水管的導水管連接，導氣管和導水管之間連接一臺抽氣冷凝裝置用以接收導氣管傳來的蒸氣并冷凝為液體流入導水管。儲水蒸發(fā)裝置固定在隧道臺車內壁上。本發(fā)明通過冷水蒸發(fā)吸收能量的方式，實現(xiàn)高地溫地質隧道的降溫，裝置簡單，控制操作易上手，降溫效果顯著，有效解決隧道臺車工作過程中因高地溫會遇到的問題。

技術領域：

本發(fā)明涉及高地溫地質隧道的降溫技術領域，特別是涉及一種高地溫地質隧道基于臺車的降溫系統(tǒng)及應用方法。

背景技術：

近年來，隨著我國對各類基礎設施建設的不斷完善，云南、西藏、新疆等地區(qū)的交通工程建設在飛速發(fā)展，在建設鐵路的過程中，隧道的應用和建設數(shù)量不斷增大，而這些地區(qū)均是高溫(150℃)地熱地區(qū)，高地溫隧道大量出現(xiàn)，如川藏鐵路全線約有15個隧道可能存在高溫熱害，已開工建設的拉林線桑珠嶺隧道開挖最高巖溫達86℃，拉日鐵路的帕當山隧道的最高溫度達76.4℃等。

高地溫隧道的出現(xiàn)給施工帶來一系列亟待解決的問題，如在初期支護噴混凝土時，高地熱作用會導致噴射混凝土的回彈量增大，后期強度大幅下降；還會出現(xiàn)噴射混凝土與巖石面粘結力降低，甚至出現(xiàn)無粘結強度現(xiàn)象，進而導致無法實施常規(guī)混凝土噴射。又如在襯砌混凝土時，溫度較高使得水化熱不能及時散出，引起混凝土內部溫度升高，導致襯砌混凝土開裂，影響隧道襯砌結構的整體穩(wěn)定性，甚至破壞襯砌結構。因此，在隧道，尤其是高地溫隧道施工過程中，倘若能采取有效的降溫方法，對于提高施工效率、避免或減少襯砌混凝土開裂、改善施工環(huán)境等具有重要意義。

目前所采用的降溫辦法如通風降溫，隨著通風時間的延長，環(huán)境降溫的效率急速衰減，最后的溫度向出風口溫度接近，難以將隧道溫度保持在適宜溫度；其他方法還有鋪設隔熱層、設置緩沖材料、噴霧灑水降溫等方式，但這些方式的降溫效率低、效果不顯著，降溫系統(tǒng)也不完善。在未來的川藏、滇藏、甘藏鐵路和滇西、川西等高速公路建設的過程中勢必會出現(xiàn)越來越多的高地溫隧道，因此，針對高地溫地質隧道的降溫工作需要提供一個新的降溫系統(tǒng)，它占用空間小，方便施工，有提高降溫效率、保護環(huán)境、操作簡單的特點，解決以上降溫系統(tǒng)降溫不明顯，降溫效率隨時間衰減的問題。

發(fā)明內容：

本發(fā)明旨在提供一種高地溫地質隧道基于臺車的降溫系統(tǒng)和應用方法，通過冷水蒸發(fā)吸收能量的作用方式，實現(xiàn)高地溫地質隧道的降溫目的，本發(fā)明降溫系統(tǒng)裝置簡單，控制操作易上手，降溫效果顯著，有效解決上述背景技術中所提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術方案：

一種高地溫地質隧道基于臺車的降溫系統(tǒng)，該降溫系統(tǒng)包括儲水蒸發(fā)裝置、導氣導水管和抽氣冷凝裝置三部分，儲水蒸發(fā)裝置中的儲水箱內設有交錯分布的支撐管，儲水箱上設有出氣口、進水口，出氣口與導氣導水管的導氣管連接，進水口與導氣導水管的導水管連接，導氣管和導水管之間連接抽氣冷凝裝置用以接收導氣管傳來的蒸氣并冷凝為液體流入導水管；

降溫系統(tǒng)通過導水管和進水口將冷水噴入儲水箱中，冷水在流動過程中吸收部分熱量；抽氣泵抽取儲水箱內空氣，降低箱體內氣壓；外界環(huán)境的高溫加之氣壓降低，水達到沸點變?yōu)樗魵猓沾罅康臒幔粌λ舭l(fā)裝置和導氣導水管固定在臺車靠近隧道壁面的內壁上。

所述儲水蒸發(fā)裝置和導氣導水管的數(shù)量均為多個，在臺車模板系統(tǒng)的內壁左右對稱布置多個儲水蒸發(fā)裝置和多個導氣導水管，單側內壁上的多個儲水蒸發(fā)裝置沿臺車模板系統(tǒng)內壁自上而下依次布置，每個儲水蒸發(fā)裝置連接一個導氣導水管，多個導氣導水管的所有導水管依次串聯(lián)起來，所有導氣管依次串聯(lián)起來，兩側內壁上的所有導水管連接起來連至抽氣冷凝裝置的冷凝泵出口，兩側內壁的所有導氣管連接起來連至抽氣冷凝裝置的抽氣泵的進氣管，抽氣泵的出氣管與冷凝泵的入口相連。