The invention discloses a heat self balance system and a construction method for prevention and control of freezing damage of tunnels in cold regions. The system comprises an initial support structure, a waterproof board and a secondary lining structure from the outside to the inside. The initial support structure is provided with a number of bolts, superconducting heat pipes and heat collection devices from the top to the outside. The superconducting heat pipes are connected by three-way or double way joints, and the adjacent three-way joints are connected by superconducting heat pipes The superconducting heat pipe, three-way joint and two-way joint are filled with superconducting heat material. The invention increases the heat self balance system on the basis of the tunnel structure, fills the superconductive heat pipe, three-way joint and two-way joint with the superconductive heat material, so that the heat in the high-temperature area of the tunnel can be directed to the tunnel portal and other low-temperature frequent frost damage areas, which not only solves the problem of heat dissipation in the high-temperature area of the tunnel, but also solves the problem of frost damage in the low-temperature area of the tunnel, and has the advantages of moderate cost, simple construction and maintenance Then.
【技术实现步骤摘要】
一种寒区隧道冻害防控的热量自平衡系统及其施工方法
本专利技术属于隧道
,具体涉及到一种寒区隧道冻害防控的热量自平衡系统及其施工方法。
技术介绍
我国幅员辽阔,不同地区气候差异较大,季节性冻土地区覆盖范围广阔。而寒冷低温下的冻融循环,致使这些地区的隧道工程容易发生不同程度的冻害。在隧道工程中,施工或者荷载原因可能导致混凝土结构内部尤其是表面附近产生收缩裂缝或荷载裂缝。一旦周围岩土中的裂隙水或孔隙水逐渐侵入衬砌的这些裂缝,并在冬季低温下结冰膨胀,致使裂缝进一步扩大,便容易发生衬砌开裂、渗水、拱顶挂冰和路面结冰等冻害。另外,冻害时常在洞口段发生,而隧道中部埋深较大的位置,又因地热而导致衬砌、隧道内温度过高,需要花费大量人力、物力进行散热。目前,针对寒区隧道冻害这一现象的控制措施主要有两种,一种是通过电缆等热源,将其埋入隧道衬砌内以对隧道衬砌表面进行主动加热,这种方法虽然简单直接,但是需要大量的电力以及维护成本,同时也有发生火灾的安全隐患;另一种则是通过衬砌装饰层内放置隔温层来进行保温,这种方法属于被动保温,效果不佳,且成本高昂。针对埋深较大的隧道段散热措施主要是通过轴流风机引起空气流动进行主动散热,这种方法同样需要大量的电力以及维护成本,且空气导热性差,导致这种方法散热效果亦不够理想。故此时急需一种成本适中、施作简单、维护方便的设施,既能对高温区进行有效散热,又能对低温区进行加热升温。
技术实现思路
针对上述不足,本专利技术提供一种寒区隧道冻害防控的热量自平衡系统及其施工方法,在隧道结构的 ...
【技术保护点】
1.一种寒区隧道冻害防控的热量自平衡系统,其特征在于,从外向内依次包括初期支护结构(5)和防水板及二次衬砌结构(8),所述初期支护结构(5)上向外侧设置有若干锚杆(4)、超导热管(2)及采热装置(1),所述超导热管(2)下端设置有三通接头(6),所述三通接头(6)设置在所述初期支护结构(5)和所述防水板及二次衬砌结构(8)之间,所述超导热管(2)下端均设置有三通接头(6),相邻所述三通接头(6)通过所述超导热管(2)和双通接头(9)连接,所述超导热管(2)、所述双通接头(9)和所述三通接头(6)内填充有超导热材料(3),所述初期支护结构(5)和所述防水板之间设置有放热板(7)。/n
【技术特征摘要】
1.一种寒区隧道冻害防控的热量自平衡系统,其特征在于,从外向内依次包括初期支护结构(5)和防水板及二次衬砌结构(8),所述初期支护结构(5)上向外侧设置有若干锚杆(4)、超导热管(2)及采热装置(1),所述超导热管(2)下端设置有三通接头(6),所述三通接头(6)设置在所述初期支护结构(5)和所述防水板及二次衬砌结构(8)之间,所述超导热管(2)下端均设置有三通接头(6),相邻所述三通接头(6)通过所述超导热管(2)和双通接头(9)连接,所述超导热管(2)、所述双通接头(9)和所述三通接头(6)内填充有超导热材料(3),所述初期支护结构(5)和所述防水板之间设置有放热板(7)。
2.如权利要求1所述的寒区隧道冻害防控的热量自平衡系统,其特征在于,所述采热装置(1)直径大于所述超导热管(2)直径。
3.如权利要求1所述的寒区隧道冻害防控的热量自平衡系统,其特征在于,隧道纵向的所述三通接头(6)和所述超导热管(2)与隧道断面的所述三通接头(6)、所述超导热管(2)和所述双通接头(9)连接为一个整体。
4.如权利要求1所述的寒区隧道冻害防控的热量自平衡系统,其特征在于,所述超导热材料(3)的导热系数大于1.2×107W/(m·K)。
5.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙克国,洪依勤,刘旭,侯宗豪,崔凯,袁子义,
申请(专利权)人:西南交通大学,
类型:发明
国别省市:四川;51
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