[实用新型]高寒严寒地区隧道排水防冻集成系统

说明书

本实用新型公开了一种高寒严寒地区隧道排水防冻集成系统，其由主动保温系统和被动保温系统组成；主动保温系统包括热源供应装置、热源循环管路、集热装置、补水管路、供暖循环管路和供暖管道；被动保温系统包括设在隧道中心排水管四周的中心排水管防冻层，以及设在隧道侧沟四周的侧沟防冻层，以及设在隧道环向盲管和纵向盲管外侧的盲管防冻层。本实用新型的优点在于能够满足保证月平均气温在‑15℃地区隧道排水系统水流通畅不结冰所需要的热量需求，同时加入无机纳米真空绝热保温板作为被动保温措施，有效解决高寒严寒地区隧道排水系统防冻问题。另外，整体系统施工面积小、施工方便、成本低，以及环保高效、结构和功能的稳定性强等优点。

技术领域

本实用新型涉及隧道排水保温防冻技术领域，具体涉及高寒严寒地区隧道排水防冻集成系统。

背景技术

我国铁路发展迅速，在中东部发达地区发展基本成熟的情况下开始向西北、西南、东北等欠发达地区发展。西北和东北属于严寒地区，大部分区域最冷月平均气温低于-10℃，众多地区大量存在着3-6个月的季节性冻土。在这种严寒地区建设铁路隧道对防排水保温的要求极高，否则便会出现隧道内水流和围岩积水冻结，进而引起隧道拱部挂冰、围岩冻胀、衬砌胀裂、隧底冰锥、水沟冰塞、线路冻起等影响安全运营和建筑物正常使用的各种病害。

现行的对于隧道内防排水保温防冻的设计主要为：

中心深埋水沟及隧底横沟均需设置在当地最大冻结线以下，一般需要深挖至设计仰供下1.5m以上；对环向盲管，深埋保温盲沟开槽设置在初支之外的深槽内，一般深挖深度达初支面向围岩深入到1.2m以上；对于纵向盲管采用硬质聚氨酯保温板保温的设计；侧沟采用双层盖板保温侧沟设计，在极严寒地区采用电伴热面板加热的方式来加热侧沟，从而保证侧沟内温度高于冰点。

以上设计存在很大的不足与缺陷：

中心深埋水沟及隧底横沟均需设置在当地最大冻结线以下，在较差地层如软岩地层施工时，初期支护仰拱无法及时封闭，容易导致初期支护变形过大甚至开裂；在较好地层施工时，则必须采用爆破手段才能保证功能所需要的设计深度，但又容易危及拱墙稳定性。同时，施工难度大，工作量大。深埋保温盲沟开槽设置在初支之外的深槽内，在较差地层施工时，只能在初期支护施工完成以后，再回头掏槽施工保温盲沟，会剪断初期支护连接筋并凿除部分超前支护；在较好地层施工时，保温盲沟的埋设深度难以保证或者会严重影响盲沟沟槽两侧钢架的稳定性；环向深埋盲管与隧道横沟以及深埋水沟的施工极大影响隧道内工序安排，隧道内空间有限，造成施工进度较慢。硬质聚氨酯保温板厚度厚且无柔韧性，铺设过程中存在空洞，不仅保温性能无法保证，还会造成二衬空洞，影响结构安全性。而且硬质聚氨酯易吸水老化，使用年限短。侧沟双层盖板设计很难起到保温效果，还会造成后期侧沟清理困难；电伴热板虽然能提供热源，但是其使用寿命短、造价高，后期运营需要手动控制，为维护增加难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高寒严寒地区隧道排水防冻集成系统，其解决了严寒地区隧道排水系统保温、防冻效果差的问题。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

高寒严寒地区隧道排水防冻集成系统，由主动保温系统和被动保温系统组成；

所述主动保温系统包括热源供应装置、热源循环管路、集热装置、补水管路、供暖循环管路和供暖管道，所述热源供应装置通过热源循环管路与集热装置连接，所述补水管路一端与外界水源连接，另一端与集热装置连接，所述供暖管道铺设于隧道的侧壁和底部，供暖管道通过供暖循环管路与集热装置连接；

所述被动保温系统包括设在隧道中心排水管四周的中心排水管防冻层，以及设在隧道侧沟四周的侧沟防冻层，以及设在隧道环向盲管和纵向盲管外侧的盲管防冻层。

进一步改进在于，所述热源供应装置选自太阳能集热板或空气能机组。