一种高温高湿隧道施工隔热降温试验系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高温高湿隧道施工隔热降温试验系统及其方法，试验系统包括有试验平台，以及安装在实验平台上的左隧道和右隧道，左隧道和右隧道的出口侧设置有隧道掌子面，左隧道和右隧道之间设置有连接通道，右隧道的中部还连接有右侧风道，右侧风道连接有竖井风道，连接通道上设置有阀门；隧道掌子面外侧、隧道外部缠绕设置有加热电缆，隧道掌子面的内侧设置有第一发热电阻和第二发热电阻；左隧道和右隧道内部还设置有电极加湿器；隧道内、外侧还设置有若干温度测量点、若干风速监测点、若干湿度监测点。本发明专利技术的试验系统和方法可以模拟高温高湿隧道施工过程中的散热，便于选择合适的通风方式进行隧道施工散热。适的通风方式进行隧道施工散热。适的通风方式进行隧道施工散热。

【技术实现步骤摘要】
一种高温高湿隧道施工隔热降温试验系统及其方法


[0001]本专利技术涉及隧道施工领域，尤其涉及一种高温高湿隧道施工隔热降温试验系统及其方法。

技术介绍

[0002]我国西南地区丰富的地热资源使得西南地区的隧道建设出现了大量的高温高湿现象，高温高湿隧道带来的隧道衬砌结构劣化、施工器械寿命降低、施工人员施工难度大等问题，严重影响了隧道的正常施工，因此，研究出合适的降温措施已经成为了高温高湿隧道需要迫切解决的问题。
[0003]目前隧道中应用较为常用的降温方式为通风降温，因其成本较低，在隧道施工中较为普及。在隧道施工中，需要模拟隧道内的围岩热、水化热、生物热和机械热，才能更好模拟隧道施工过程中的通风降温效果；而且通风方式的不同，对隧道的降温通风效果具有较大影响，为此，针对前述问题，有必要结合隧道模型，模拟隧道施工过程中的各种散热来源，对不同通风方式进行散热降温的试验系统及其方法，以获得适合该施工隧道的通风方式。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的上述不足，本专利技术提供了一种高温高湿隧道施工隔热降温试验系统及其方法，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温高湿隧道施工隔热降温的试验系统，其特征在于，包括有试验平台(7)和安装在所述实验平台(7)上的隧道，所述隧道包括有左隧道(1)和右隧道(2)，所述左隧道(1)和所述右隧道(2)的出口侧设置有隧道掌子面(6)，所述左隧道(1)和所述右隧道(2)之间设置有连接通道(3)，所述右隧道(2)的中部还连接有右侧风道(4)，所述右侧风道(4)连接有竖井风道(5)，所述连接通道(3)上还设置有阀门；所述左隧道(1)和右隧道(2)外部缠绕设置有加热电缆，所述隧道掌子面(6)的内侧设置有第一发热电阻和第二发热电阻；所述左隧道(1)和所述右隧道(2)内部还设置有电极加湿器；所述隧道的内表面、所述隧道掌子面(6)的内表面和所述隧道外表面设置有若干个温度测量点，所述温度测量点安装有温度检测传感器，所述温度检测传感器连接有温度记录仪；所述竖井风道(5)和所述隧道的内部设置有若干风速监测点，所述风速监测点设置有风速检测传感器；所述隧道内还设置有若干湿度监测点，所述湿度监测点上设置有湿度检测传感器。2.根据权利要求1所述的高温高湿隧道施工隔热降温的试验系统，其特征在于，所述左隧道(1)采用水泥砂和铁丝网浇筑；所述右隧道(2)采用轻质砂浆和铁丝网浇筑。3.根据权利要求1所述的高温高湿隧道施工隔热降温的试验系统，其特征在于，所述左隧道(1)和所述右隧道(2)的外部设置有包裹隧道的保温膜。4.根据权利要求1所述的高温高湿隧道施工隔热降温的试验系统，其特征在于，所述试验平台(7)距地面高度大于等于0.5m，所述隧道的衬砌厚度为30
‑
50mm，所述隧道掌子面的厚度为30
‑
50mm。5.根据权利要求1所述的高温高湿隧道施工隔热降温的试验系统，其特征在于，所述左隧道(1)和所述右隧道(2)均分成相等的若干段。6.一种权利要求1
‑
6任一所述的高温高湿隧道施工隔热降温试验系统的试验方法，其特征在于，包括有如下步骤：S1：隧道模型的安装：按等比例设计左隧道和右隧道模型隧道，分成若干段搭建左隧道和右隧道，并将若干段的左隧道和右隧道搭建在实验平台上，连接每段隧道，用电钻在连接处打孔，再用螺栓和螺母固定连接处；每块隧道的连接处、隧道与实验平台之间的缝隙用聚氨酯泡沫密封，形成完整的左隧道和右隧道；S2：左隧道和右隧道上各个测量点和监测点设备的安装；在预设好的温度测量点、风速监测点、湿度监测点安装对应的检测设备；在左隧道和右隧道的外部缠绕安装加热电缆，在隧道掌子面(6)内安装第一发热电阻、第二发热电阻，并在左隧道和右隧道的内部安装电极加湿器；S3：设定通风散热周期T、通风散热周期内的风机转速N，设定第一发热电阻、第二发热电阻、加热电缆的功率；S4：进行侧壁压入式通风试验，得到偏差判定值S
PC
；在距左隧道和右隧道底部L
C1
、距侧壁L
C2
处安装通风管，通风管的出风口距离另一侧隧道掌子面(6)L
C3
，送风风机的出风口与通风管的进风口连接，完成侧壁压入式通风设备的安装；将通风管从左隧道和右隧道的入口处插入，并将连接通道(3)上的阀门关闭；
通风管和送风风机安装完成后进行试验，左隧道和右隧道分别使加热电缆、第一发热电阻、第二发热电阻开始制热工作；使送风风机在通风散热周期T内，以转速N进行送风散热工作；在一个通风散热周期T内，采集温度测点、风速监测点、湿度监测点的测试数据；计算左隧道的温度样本方差计算左隧道的温度样本方差计算右隧道的温度样本方差计算右隧道的温度样本方差得到温度偏差判定值S
PC
：S
PC
＝|S
CR
‑
S
CL
|n为设置的温度测点的个数，X
CL
为侧壁压入式通风试验时左隧道每个温度测量点的温度值，为侧壁压入式通风试验时左隧道每个温度测量点的温度平均值，X
CR
为侧壁压入式通风试验时右隧道每个温度测量点的温度值，为侧壁压入式通风试验时若干右隧道每个温度测量点的温度平均值；S5：进行混合式通风安装试验，得到偏差判定值S
PH
；待步骤S4实验周期T完成后，拆除步骤S4中送风风机及其通风管；在距隧道底部L
H1
、距侧壁L
H2
处安装两处对称通风管，两处通风管的远端距离另一侧隧道掌子面(6)L
H3
；两处通风管的近端分别安装有送风风机和出风风机，完成混合式通风设备的安装；将两处通风管从左隧道和右隧道的入口处插入，并将连接通道(3)上的阀门关闭；通风管、送风风机和出风风机安装完成后进行试验，左隧道和右隧道分别使加热电缆、第一发热电阻、第二发热电阻开始制热工作；使送风...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄锋，李林杰，丁珂，张武超，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
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