CN104533462A - 一种隧道衬砌混凝土保温系统 - Google Patents

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Abstract

一种隧道衬砌混凝土保温系统,包括衬砌台车和加热锅炉,其特征在于,所述衬砌台车的模板上设有保温层,保温层上均布安装有地暖管,散热片安装在地暖管上面,所述衬砌台车一端安装有与所述地暖管连通的热水分流管,另一端安装有与所述地暖管连通的冷水回流管;所述热水分流管通过出水管与加热锅炉连通,冷水回流管通过回流管与加热锅炉连通。本发明的有益效果是:通过利用供热循环系统不断对散热片进行散热,使模板周围产生热量层,从而在混凝土浇筑过程中,内部与外部温差减小,从未避免了温度裂缝的产生。本发明具有保温效果好、施工质量容易控制和造价低的优点,具有广阔的市场前景。

Description

一种隧道衬砌混凝土保温系统
技术领域
本发明涉及一种隧道施工的保温系统,尤其涉及是一种隧道衬砌混凝土保温系统。
背景技术
随着国民经济的发展,山岭地区新建公(铁)路越来越多,隧道工程所占的比例逐步增大。隧道二次衬砌施工普遍采用整体式钢模板台车、泵送混凝土施工工艺,但混凝土硬化过程中产生的裂缝不仅影响了美观,还给工程质量留下了隐患。施工中必须采取合理的工程技术措施,控制和减少混凝土中裂缝的数量和宽度。隧道衬砌混凝土裂缝类型主要有:干缩裂缝、温度裂缝、外荷载作用产生的变形裂缝、施工缝处理不当引起的接茬缝等。
温度裂缝是水泥水化过程中产生大量的热量,在混凝土内部和表面间形成温度梯度而产生应力,当温度应力超过混凝土内外的约束力时,就会产生温度裂缝。裂缝宽度冬季较宽,夏季较窄。温度裂缝的产生与二次衬砌混凝土的厚度及水泥的品种、用量有关。
如专利申请号201310165307.2公开了一种双线铁路隧道冬季混凝土施工供热防冻方法,包括原料仓、地暖供热管道、锅炉房、循环泵、风机和风管,其特征是:在隧道贴着隧道边墙的一侧设有原料仓,另一侧设有风机,风机与风管相连接,原料仓包括水泥仓、已检碎石料仓、已检砂子料仓、待检碎石料仓和待检砂子料仓,在隧道洞口处设有锅炉房,锅炉房一侧设有门帘,锅炉房内设有锅炉,水箱设在原料仓的一侧,锅炉分别与地暖供热干管和地暖回水干管相连接,地暖供热干管的一端与锅炉相连接,地暖供热干管的另一端与水箱相连接,地暖回水干管的一端与水箱相连接,地暖回水干管的另一端与锅炉相连接,水箱上设有水箱供水管,水箱供水管一端与水箱相连接,水箱供水管另一端与地暖供热干管相连接,通过原料仓的地暖供热干管、地暖回水干管和水箱供水管设置在地下;在水泥仓、已检碎石料仓、已检砂子料仓、待检碎石料仓和待检砂子料仓的下面分别铺设有一根地暖供热管,所述的地暖供热管一端与地暖供热干管相连接,地暖供热管的另一端与地暖回水干管相连接,在锅炉房内的地暖回水干管上设有循环泵,循环泵和锅炉之间的地暖回水干管上设有旁通阀。
又如公开于:“公路交通科技,2012年第5期,作者:王峰,冬季隧道衬砌混凝土暖棚法施工”的论文提到了采用暖棚法施工来增加隧道内温度,减少内外温差,壁面出现温度裂缝的施工方法。
上述专利通过在施工时在隧道内部供热,使隧道内部温度达到施工要求,同时对混凝土加热保证浇筑时水泥内外温减小,避免出现温度裂缝。但是由于隧道的长度很长,两者所采用的方法成本较大,由于浇筑时混凝土时内部和表面间形成温度差是梯度的,这样很难保证外侧混凝土与内侧混凝土温度相差太小,同时在混凝土运输中,特别实在冬季,都是很难保证混凝土入模温度大于5℃。因此,采用上述两种方法施工质量会很不稳定。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供了一种隧道衬砌混凝土保温系统,本发明通过在浇筑模板周围形成热量层,在浇筑过程中减少混凝土内部和表面间形成温度梯度差,从而有效的解决了隧道在衬砌过程中混凝土会产生温度裂缝的问题。
为实现本发明的目的,本发明采用的技术方案是:
一种隧道衬砌混凝土保温系统,包括衬砌台车和加热锅炉,其特征在于,所述衬砌台车的模板上设有保温层,保温层上均布安装有地暖管,散热片安装在地暖管上面,所述衬砌台车一端安装有与所述地暖管连通的热水分流管,另一端安装有与所述地暖管连通的冷水回流管;所述热水分流管通过出水管与加热锅炉连通,冷水回流管通过回流管与加热锅炉连通。
优先地,还包括太阳能储热灌,所述太阳能储热灌与加热锅炉之间连通有进水管,太阳能电池板布设在隧道外侧,其通过加热热传导热媒介质与太阳能储热灌连通。加热热传导热媒介质为低毒性的丙二醇抗冻液。另外,太阳能储热灌上面连接有进水管二,温度反馈控制箱安装在太阳能储热灌上面。所述进水管出水口末端安装有温度传感器,温度传感器与加热锅炉的温度控制系统连接。
优先地,所述冷水回流管和热水分流管沿模板端面布置,出水管的出水口连通在热水分流管的最高处,回流管连通在冷水回流管的最低处。
优先地,所述散热片为铜散热片。
  本发明的有益效果是:通过利用供热循环系统不断对散热片进行散热,使模板周围产生热量层,从而在混凝土浇筑过程中,内部与外部温差减小,从未避免了温度裂缝的产生。本发明具有保温效果好、施工质量容易控制和造价低的优点,具有广阔的市场前景。
附图说明
下面参照附图对本发明进行更加详细的描述,在附图中示出了优选的具体实施方式。
图1是本发明隧道衬砌混凝土保温系统的结构示意图;
图2是图1的另一个方向的结构示意图;
图3是本发明图2隧道衬砌混凝土保温系统另一端的结构示意图。
图中:1、太阳能电池板,2、衬砌混凝土,3、地暖管,4、保温层,5、温度反馈控制箱,6、进水管二,7、太阳能储热灌,8、进水管,9、温度传感器,10、加热锅炉,11、出水管,12、山体,14、热水分流管,15、衬砌台车,17、回流管,18、冷水回流管,19、散热片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
如图所示,一种隧道衬砌混凝土保温系统,包括衬砌台车15和加热锅炉10,所述衬砌台车15的模板上设有保温层4,保温层4上均布安装有地暖管3,散热片19安装在地暖管3上面,散热片19为铜散热片,这样散热很快,确保保温层4快速形成通热。所述衬砌台车15一端安装有与所述地暖管3连通的热水分流管14,另一端安装有与所述地暖管3连通的冷水回流管18;所述热水分流管14通过出水管11与加热锅炉10连通,冷水回流管18通过回流管17与加热锅炉10连通。
在施工过程中,为了使冷水和热水快速循环,保证保温层4的温度,冷水回流管18和热水分流管14沿模板端面布置,出水管11的出水口连通在热水分流管14的最高处,回流管17连通在冷水回流管18的最低处。
此外,为了节省能源,提高资源利用率,还包括太阳能储热灌7,所述太阳能储热灌7与加热锅炉10之间连通有进水管8,太阳能电池板1布设在隧道外侧,其通过加热热传导热媒介质与太阳能储热灌7连通。加热热传导热媒介质选用低毒性的丙二醇抗冻液。冷水首先通过太阳能加热,这样可以减少加热锅炉10的加热时间,同时节省能源。另外,太阳能储热灌7上面连接有进水管二6,温度控反馈制箱5安装在太阳能储热灌7上面,可以时刻显示阳能储热灌7内部水温。所述进水管8出水口末端安装有温度传感器9,温度传感器与加热锅炉10的温度控制系统连接。这样可以达到自动控制,使加热锅炉10实时监控进入水的温度。
本发明公开的这种隧道衬砌混凝土保温系统,工作原理如以下步骤:
(1)施工前准备,将衬砌台车开进山体12内,布设太阳能电池板1并连接太阳能储热灌7和加热锅炉10,开始将冷水通过进水管二6,利用太阳能储热灌7和加热锅炉10对冷水顺次进行加热至60-70摄氏度。
(2)加热锅炉10内的热水通过出水管11送入热水分流管14内,并依次分流进入地暖管3内,通过散热片19开始散热,确保保温层4快速通热和散热。
(3)开始喷射混凝土,使混凝土在保温层四周进行凝结形成衬砌混凝土2,由于混凝土在凝结硬化过程中,水泥水化放热,混凝土会产生内外温度差。而此时,混凝土外侧通过散热片19的不断散热,保温层4不断向混凝土传送热量,这样在模板外围形成热量层,从而减少内外温差,有效的防止温度裂缝的产生;
(4)利用回流管17回收地暖管3内的冷水输送到加热锅炉10内重新加热,再通过出水管11排送,形成冷热循环过程,使散热片19不断散热为保温层4供热,直到最终拆模为止。

Claims (7)

1.一种隧道衬砌混凝土保温系统,包括衬砌台车(15)和加热锅炉(10),其特征在于,所述衬砌台车(15)的模板上设有保温层(4),保温层(4)上均布安装有地暖管(3),散热片(19)安装在地暖管(3)上面,所述衬砌台车(15)一端安装有与所述地暖管(3)连通的热水分流管(14),另一端安装有与所述地暖管(3)连通的冷水回流管(18);所述热水分流管(14)通过出水管(11)与加热锅炉(10)连通,冷水回流管(18)通过回流管(17)与加热锅炉(10)连通。
2.根据权利要求1所述的隧道衬砌混凝土保温系统,其特征在于:还包括太阳能储热灌(7),所述太阳能储热灌(7)与加热锅炉(10)之间连通有进水管(8),太阳能电池板(1)布设在隧道外侧,其通过加热热传导热媒介质与太阳能储热灌(7)连通。
3.根据权利要求2所述的隧道衬砌混凝土保温系统,其特征在于:所述加热热传导热媒介质为低毒性的丙二醇抗冻液。
4.根据权利要求2所述的隧道衬砌混凝土保温系统,其特征在于:所述太阳能储热灌(7)上面连接有进水管二(6),温度反馈控制箱(5)安装在太阳能储热灌(7)上面。
5.根据权利要求2所述的隧道衬砌混凝土保温系统,其特征在于:所述进水管(8)出水口末端安装有温度传感器(9),温度传感器与加热锅炉(10)的温度控制系统连接。
6.根据权利要求1所述的隧道衬砌混凝土保温系统,其特征在于:所述冷水回流管(18)和热水分流管(14)沿模板端面布置,出水管(11)的出水口连通在热水分流管(14)的最高处,回流管(17)连通在冷水回流管(18)的最低处。
7.根据权利要求1所述的隧道衬砌混凝土保温系统,其特征在于:所述散热片(19)为铜散热片。
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