CN113323690A - 一种用于寒区隧道衬砌的除冰系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及寒区隧道工程领域，具体涉及一种用于寒区隧道衬砌的除冰系统及方法。本发明公开了一种用于寒区隧道衬砌的除冰系统，包括：除冰工作部，除冰工作部包括除冰单元与柔性除冰单元安装格栅，除冰单元通过柔性除冰单元安装格栅固定于隧道衬砌上；除冰单元包括金属盒，顶部设置除冰工作面层，底部设置电热柔性层；能源供给单元，用于为电热柔性层工作提供电电能；控制模块，控制能源供给单元和除冰工作部。除冰系统适合于寒区隧道内及周边铺设安装，利用封装于除冰单元内部的低冰点溶液的变温相变胀缩原理破坏附着冰体的表面粘结并使冰体脱落，进而实现长期高效的主动除冰。

Description

一种用于寒区隧道衬砌的除冰系统及方法

技术领域

本公开涉及寒区隧道工程领域，具体涉及一种用于寒区隧道衬砌的除冰系统及方法。

背景技术

寒冷地区的冰冻作用会使交通工程建(构)筑物产生冻胀融沉及冻融破坏等工程问题。随着铁路公路网络系统建设快速进行，大量处于寒区的隧道面临的不同程度的冻害问题，隧道冻害不仅造成隧道结构损坏，且可能威胁隧道行车安全。隧道衬砌表面的结冰附着现象严重影响了通车安全，对生产生活活动带来了极大的不便，严重影响了寒区隧道的正常使用。

目前寒区隧道衬砌的除冰方式主要集中于延缓衬砌表面结冰或对已结冰衬砌表面进行清理。其中延缓表面结冰的方式主要有：隧道内通过燃烧热或电热对衬砌加热防止水冻结、衬砌施工时铺设保温层、设置防寒门阻止隧道与外界空气换热、衬砌表面涂覆超疏水涂层减弱冰的附着能力等；对已结冰衬砌表面清理的方式主要有：隧道内加热融冰、机械或人工振动敲击除冰等方式。上述两类除冰方式均存在各自的局限性，延缓衬砌结冰的方法中加热法会产生巨大的运营成本，设置防寒门或多或少影响交通效率，施作保温层仅能延缓而不能抑制结冰的过程，在寒区长时间低温条件下水分依然会冻结，衬砌涂覆超疏水涂层的耐久性不足，其防结冰性能随着清理次数的增多而逐渐降低；对已结冰衬砌表面清理同样对建成后的隧道运营带来高昂的维护成本且治理投入随着冻害逐渐扩展而日益增大，同时短期加热融冰与机械振动对寒区隧道土体均会产生扰动，不利于隧道冻害防治。

综上，现有的寒区隧道衬砌除冰技术均具有各自的局限性，除冰效果也同时受到建设与运营成本的限制，故现存隧道衬砌除冰方法有待进一步优化与改进，目前缺少一种可以较低施工与运营成本的有效、快捷、持久的寒区隧道衬砌除冰方法。

发明内容

针对现有的技术方案的不足，本发明旨在提供一种用于寒区隧道衬砌的除冰系统及方法，适用于新建与已运营隧道，可应对不同冰冻情况，安装便利、集成程度高，便于维护、运行功耗低、除冰控制精确。可有效的清除寒区隧道工程在冬季环境条件下隧道衬砌表面积冰，且其环境耐久性显著优于其他除冰方式。

为实现上述发明目的，本发明的一个或多个实施例提供了下述技术方案：

第一方面，本发明公开了一种用于寒区隧道衬砌的除冰系统，包括：

除冰工作部，包括除冰单元与柔性除冰单元安装格栅，除冰单元通过柔性除冰单元安装格栅固定于隧道衬砌上；除冰单元包括金属盒，顶部设置除冰工作面层，底部设置电热柔性层；

能源供给单元，用于为电热柔性层工作提供电电能；

控制模块，控制能源供给单元和除冰工作部。

进一步的技术方案，除冰单元还包括压力传感器，位于金属盒内底部，用于测量低冰点溶液相变膨胀后受金属盒与除冰工作面层的变形限制而产生的膨胀压力，其测量的膨胀力传输至控制模块。

进一步的技术方案，除冰单元还包括压力传感器信号导线、电热柔性层供电线，分别与压力传感器、电热柔性层连接；压力传感器信号导线、电热柔性层供电线均通过金属盒内部预留的孔洞引出外接。

进一步的技术方案，电热柔性层埋置于金属盒底部，与金属盒密封连接。

进一步的技术方案，能源供给单元包括光伏发电模组、风力发电机组、供电控制模块、储能模块、市电输入端口、及供电线缆；光伏发电模组、风力发电机组分别与供电控制模块连接，供电控制模块分别与储能模块、市电输入端口相连接，储能模块、市电输入端口分别与供电线缆相连接，能源供给单元通过供电线缆与除冰工作部中的电热柔性层供电线相连接。

进一步的技术方案，控制模块包括储存模块、远程通信模块、用电控制模块和数据接收终端；储存模块与远程通信模块相连，用电控制模块与控制储能模块连接，储存模块与用电控制模块分别连接至远程通信模块。

进一步的技术方案，压力传感器信号导线连接压力传感器信号导线总线，压力传感器信号导线总线与储存模块相连接；压力传感器通过采集的信号通过压力传感器信号导线、储存模块和远程通信模块发送至数据接收终端。

第二方面，本发明公开了一种用于寒区隧道衬砌的除冰方法，具体步骤如下：

步骤一：储存模块根据预先设定的信号采集间隔采集压力传感器输出的膨胀压力信号；

步骤二：当环境温度低于除冰单元中低冰点溶液的冻结温度时，低冰点溶液开始冻结，冻结产生膨胀向外凸，此时压力传感器可感受到膨胀压力的变化并输出信号，除冰工作面层向外凸，此步将破坏附着于除冰工作面层与其上附着冰体接触面的粘结；

步骤三：当除冰单元中的膨胀压力达到预设阈值一定时间后，用电控制模块接收远程通信模块所接收的数据接收终端发出的指令，对用电控制模块进行控制，用电控制模块发出控制命令，通过控制储能模块中储存的电能或市电输入端口所输入的电能，对除冰单元中的电热柔性层供电使其工作发热，储能模块中所储存的电能由供电控制模块控制的光伏发电模组或风力发电机组产生；

步骤四：电热柔性层加热因相变而膨胀的低冰点溶液，低冰点溶液融化后，因融化体积收缩而使除冰工作面层由外凸转为向内微凸，使其上的附着冰体脱落，一个主动除冰循环完成；

步骤五：除冰单元中的低冰点溶液恢复到冻结前状态，之后重复第二至第四步的步骤，进入下一个主动除冰循环过程。

进一步的技术方案，所述除冰工作单元当其处于未工作状态时，金属盒与除冰工作面层所形成的封闭空间内的低冰点溶液未发生相变，此时除冰工作面层向内微凸。

进一步的技术方案，所述能源供给单元应根据寒区隧道所处地区的环境条件，在寒区隧道邻近位置进行光伏发电模组及风力发电机组的布置，并根据除冰单元的数量统计功耗，确定光伏发电模组及风力发电机组的数量；如光伏发电模组及风力发电机组供电能力因环境变化影响可能不足时，则可通过市电输入端口进行补充供电。

进一步的技术方案，如果发生极端低温情况，系统通过相变方式除冰无法彻底清理附着冰体时，亦可通过用电控制模块控制储能模块或市电输入端口的用电输出功率，提高电热柔性层的发热进行直接融冰作业。

以上一个或多个技术方案的有益效果是：

1.通过电热柔性层是否通电工作改变金属盒内的低冰点溶液的相态，进而改变除冰柔性工作面层的形态，使附着于除冰柔性工作面层上的冰体附着力降低并导致进一步冰体脱落。

2.主动除冰系统由主动除冰工作部、能源供给系统及数据传输与控制模块三部分组成。此寒区隧道衬砌主动式除冰系统适合于寒区隧道内及周边铺设安装，利用封装于除冰单元内部的低冰点溶液的变温相变胀缩原理破坏附着冰体的表面粘结并使冰体脱落，进而实现长期高效的主动除冰，除冰单元仅通过消耗较少的能源加热低冰点溶液即可进行除冰工作，无需消耗大量能源融化附着冰体或者维持隧道内环境温度。

3.较低的功耗极大的减弱了对寒区隧道温度场或应力场的扰动，提高了寒区隧道衬砌支护的可靠性；如发生极端低温情况，系统通过相变方式除冰无法彻底清理附着冰体时，亦可通过电热柔性层提高发热功率进行直接融冰作业。

4.整个相变主动除冰过程几乎没有物质损耗，且主要应用风力及光伏发电等清洁能源，自动化程度高，此系统结构简单、易于实现、便于量产，便于安装维护，具备优秀的环境耐久性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明寒区隧道衬砌的主动式除冰系统示意图；

图2是本发明除冰工作部示意图；

图3是本发明除冰单元示意图。

图中，1、除冰工作部；2、隧道初衬；3、防水及保温层；4、隧道二衬；11、除冰单元；12、柔性除冰单元安装格栅；

111、金属盒；112、电热柔性层；113、压力传感器；114、低冰点溶液；115、除冰工作面层；116、保温层；117、电热柔性层供电线；118、压力传感器信号导线；

121、格栅纵向主线材；122、单元纵向固定内线；123、格栅横向主线材；124、单元横向固定内线；125、供电及信号线缆；

51、光伏发电模组；52、风力发电机组；53、供电控制模块；54、储能模块；55、市电输入端口；56、供电线缆；

61、储存模块；62、用电控制模块；63、远程通信模块；64、数据接收终端；65、压力传感器信号导线总线。

具体实施方式

实施例1

请参阅如图1-3，本发明公开了一种用于寒区隧道衬砌的主动除冰系统，包括除冰工作部1、能源供给单元和控制模块。

除冰工作部1由除冰单元11与柔性除冰单元安装格栅12组成。除冰单元11与柔性除冰单元安装格栅12连接，除冰单元11与能源供给单元连接。

根据现场实际测试，测定隧道沿全长的温度变化趋势或根据场地附近地区已修建隧道的温度资料确定出隧道长度范围内的环境温度负温段，对隧道负温段范围布置主动除冰工作部1，在隧道临近位置布置能源供给单元和控制模块。

柔性除冰单元安装格栅12位于隧道二衬4外表面，通过结构胶或者二衬预埋件将柔性除冰单元安装格栅12固定在整个隧道二衬4外表面上；新建隧道修筑完成隧道初衬2、防水及保温层3及隧道二衬4后或在已运营隧道的隧道二衬4内首先铺设柔性除冰单元安装格栅12。

若干除冰单元11安装于柔性除冰单元安装格栅12上，通过柔性除冰单元安装格栅12将除冰单元11覆满隧道二衬4外表面。除冰单元11与柔性除冰单元安装格栅12的单元纵向固定内线122及单元横向固定内线124牢固连接。

柔性除冰单元安装格栅12包括格栅纵向主线材121、单元纵向固定内线122、格栅横向主线材123、单元横向固定内线124、供电及信号线缆125。柔性除冰单元安装格栅为除冰单元的安装载体，柔性除冰单元安装格栅可通过结构胶或二衬预埋件粘贴于衬砌表层，或者直接预埋于新施工衬砌内部；各除冰单元通过柔性除冰单元安装格栅内部的电热供电导线及压力传感器信号导线连接为功能意义上的整体，进而组成除冰工作部共同工作。

其中，单元纵向固定内线122与单元横向固定内线124分别沿着除冰单元11的纵向、横向与除冰单元11连接；格栅纵向主线材121、格栅横向主线材123分别与单元纵向固定内线122、单元横向固定内线124的两端连接，格栅纵向主线材121将所有的单元纵向固定内线122的端部连接在一起；格栅横向主线材123将所有的单元横向固定内线124的端部连接在一起，组成柔性除冰单元安装格栅12。

其中，上述单元纵向固定内线122、格栅横向主线材123、单元横向固定内线124内部为持力钢绞线层、电热供电导线及压力传感器信号导线118，外部包裹高耐久性高分子聚合物表层。

除冰单元11由金属盒111、电热柔性层112、压力传感器113、低冰点溶液114、除冰工作面层115、保温层116、电热柔性层供电线117、压力传感器信号导线118组成。除冰工作面层115为柔性的，但是具有一定刚度，刚度是指物体抵抗变形的能力，除冰工作面层115的柔性是指相对于金属盒是柔性的，但其本身具有一定的刚度，能抵抗内部溶液带来的自重，使其在悬挂于隧道侧壁及拱顶时仍能保持向金属盒111内微凸的形态。除冰单元处于未工作状态时，金属盒111与除冰工作面层115所封闭空间内的低冰点溶液114未发生相变，因低冰点溶液114冻结晚于表面附着冰体，所以在除冰工作面层115附着冰体后，低冰点溶液114才开始冻结，冻结后产生膨胀变形，低冰点溶液114发生相变后其膨胀变形向外凸，迫使除冰工作面层115向外凸，使附着冰体的附着力降低，在低冰点溶液114通过电热柔性层112加热解冻时，低冰点溶液114发生融化变形体积收缩，迫使除冰工作面层向内微凸，其上所附着的冰随变形脱落，由此完成一个主动式除冰的过程，且由于低冰点溶液解冻恢复至初始状态，又可进入下一个工作循环。

其中，保温层116呈中有凹槽的立方体结构，保温层116于底面及侧面包裹除冰单元11其他所有部件；金属盒111位于保温层116内；除冰工作面层115与金属盒111顶面相连接；金属盒111的结构为底部设置一定厚度，金属盒111内部开设有凹槽，凹槽的底部呈圆弧状形状。所述的金属盒111应选择刚度较大的金属或合金制成，应保证有足够的刚性，可承受低冰点溶液114因相变产生的膨胀压力而不产生大变形，使相变膨胀变形仅作用于除冰工作面层115处，金属盒111内部凹槽切削为圆弧形，在金属盒凹槽底面设置压力传感器113。

位于底部呈圆弧状的凹槽内置有低冰点溶液114；低冰点溶液114为主动除冰单元的相变工作载体，由防冻剂与水配置而成，封闭在金属盒111与除冰工作面层115之间，低冰点溶液114通过低温相变体积膨胀，在金属盒111的底面及侧面变形限制下，使除冰工作面层115受膨胀的防冻水溶液114的挤压而向外凸，当防冻水溶液114受热融化时体积恢复至原有状态，除冰工作面层115向内微凸。

在低冰点溶液114中位于金属盒111的凹槽底部设置有压力传感器113；所述的压力传感器113用于监测低冰点溶液114相变后金属盒内部膨胀压力数值，其测量的膨胀力传输至控制模块，如膨胀力达到除冰工作所需阈值后，一定时间后控制模块发出指令，控制启动电热柔性层112加热融化低冰点溶液114，在膨胀压力恢复初始值后，停止对电热柔性层112供电，使低冰点溶液114受环境影响降温相变继续工作。

本实施例中将压力传感器113封装于金属盒底部，在实际工程中压力传感器113封装于金属盒111内部任何位置皆可，本实施例中采用封装于底部是便于和电热柔性层112一起走线，膨胀压力传感器主要用来感知限制膨胀变形所引起的压力，液体的自重所引起的传感器感知误差可以忽略不计。

金属盒中封闭的低冰点溶液充满整个金属盒111凹槽，由除冰工作面层与金属盒111顶面连接，封闭金属盒111顶面，将低冰点溶液完全封闭在金属盒111与除冰柔性工作面层之间，保证金属盒111内部无空气残留，低冰点溶液液面与除冰工作面层完全接触。除冰工作面层在未受力状态下形态为向金属盒111凹槽方向微凸，且除冰工作面层具有一定的刚度，可保证其在受到低冰点溶液的自重时不发生形变，使其在悬挂于隧道侧壁及拱顶时仍能保持向金属盒内微凸的形态，仅在低冰点溶液冻结时才会改变形态为向外微凸，在低冰点溶液融化时，由于内部仅存在液体没有空气，低冰点溶液融化引起的体积收缩会迫使除冰工作面层回到初始形态即向金属盒凹槽内微凸的形态。

压力传感器信号导线118与压力传感器113连接，并且压力传感器信号导线118伸出保温层116之外可与外界连接，用于采集低冰点溶液114的温度；压力传感器导线118与电热柔性层导线117均通过金属盒111内部预留的孔洞引出外接。金属盒111外部包裹绝热层116，绝热层采用聚氨酯等保温材料制作，阻止发热的电热柔性层112与外界环境进行过多的热交换。

位于金属盒111底部内设置有电热柔性层112；电热柔性层供电线117与电热柔性层112连接，并且电热柔性层112供电线可伸出保温层116之外与外界导线连接，用于控制电热柔性层112的温度。电热柔性层112埋置于金属盒111底面之中，应与金属盒111可靠连接且密封。

能源供给单元包括光伏发电模组51、风力发电机组52、供电控制模块53、储能模块54、市电输入端口55、及供电线缆56。所述能源供给系统应根据寒区隧道所处地区的环境条件，在寒区隧道临近位置进行光伏发电模组及风力发电机组的布置，并根据除冰单元的数量统计功耗，确定光伏发电模组及风力发电机组的数量。如光伏发电模组及风力发电机组供电能力因环境变化影响可能不足时，则可通过市电输入端口进行供电。

其中光伏发电模组51、风力发电机组52分别与供电控制模块53连接，供电控制模块53分别与储能模块54及市电输入端口55相连接，供电线缆分别与储能模块与市电输入端口连接；能源供给单元通过线缆56与主动除冰工作部1相连接。能源供给单元通过供电线缆56与除冰工作部的电热柔性层供电线117相连接。

控制模块包括储存模块61、用电控制模块62、远程通信模块63、数据接收终端64、压力传感器信号导线总线65。所述控制模块将隧道除冰工作部1的工作数据传输回数据终端64，同时接收数据终端64发出的除冰指令对隧道中的除冰工作部1进行控制，动态调整其除冰过程。

控制模块中的储存模块61与用电控制模块62分别连接至远程通信模块63中。压力传感器信号导线总线65与储存模块61连接；用电控制模块62与控制储能模块54连接。

所有的除冰单元11将压力传感器信号导线118汇集至压力传感器信号导线总线65并将其与储存模块61相连接，各除冰单元11中的压力传感器113所采集的信号通过远程通信模块63发送至数据接收终端64；同时，远程通信模块63接收数据接收终端64发出的除冰指令对隧道中的除冰工作部1进行控制，动态调整其主动除冰工作过程。

如发生极端低温情况，系统通过相变方式除冰无法彻底清理附着冰体时，亦可通过用电控制模块62控制储能模块54或市电输入端口55的用电输出功率，提高电热柔性层112的发热进行直接融冰作业。

实施例2

请参阅如图1-3，本发明公开了一种用于寒区隧道衬砌的主动除冰方法，具体步骤如下：

步骤1：储存模块61根据预先设定的信号采集间隔采集压力传感器113输出的膨胀压力信号。

步骤2：当环境温度低于低冰点溶液114的冻结温度时，低冰点溶液114开始冻结膨胀，附着于除冰单元11上表面即除冰工作面层115上的附着冰体附着力降低。

步骤3：当除冰单元11中的膨胀压力达到预设阈值一定时间后，用电控制模块62自动或接收远程通信模块63所接收的数据接收终端64发出的指令，使用电控制模块62发出控制命令，通过使用储能模块54中储存的电能或市电输入端口55所提供的电能对除冰单元11中的电热柔性层112供电使其工作发热，所使用的电能由供电控制模块53控制的光伏发电模组51及风力发电机组52产生并储存于储能模块54中。

步骤4：电热柔性层112加热因相变而膨胀的低冰点溶液114，低冰点溶液114融化后，因相变膨胀而向外微凸除冰工作面层115转为向内微凸，其上的附着冰体脱落，一个主动除冰循环完成。

步骤5：除冰单元11中的低冰点溶液114恢复到冻结前状态，之后重复2、3、4步骤，从而进入下一个除冰循环，形成长期主动除冰的能力。

柔性除冰单元安装格栅12为主动除冰单元11的安装载体，柔性除冰单元安装格栅12可通过结构胶或二衬预埋件粘贴于衬砌表层，或者直接预埋于新施工衬砌内部；各除冰单元11通过柔性除冰单元安装格栅12内部的电热供电导线117及压力传感器信号导线118连接为功能意义上的整体，进而组成主动除冰工作部共同工作。

能源供给系统应根据寒区隧道所处地区的环境条件，在寒区隧道临近位置进行光伏发电模组51及风力发电机组52的布置，并根据主动除冰单元的数量统计功耗，确定光伏发电模组51及风力发电机组52的数量。如光伏发电模组51及风力发电机组52供电不足，则可通过市电输入端口55进行补充供电。

所述控制模块将隧道主动除冰工作部1的工作数据传输回数据终端64，同时接收数据终端64发出的除冰指令对隧道中的主动除冰工作部1进行控制，动态调整其除冰过程。

如发生极端低温情况，系统通过相变方式除冰无法彻底清理附着冰体时，亦可通过用电控制模块62控制储能模块54或市电输入端口55的用电输出功率，提高电热柔性层112的发热进行直接融冰作业。

上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于寒区隧道衬砌的主动除冰系统，其特征在于，包括：

除冰工作部，包括除冰单元与柔性除冰单元安装格栅，除冰单元通过柔性除冰单元安装格栅固定于隧道衬砌上；除冰单元包括金属盒，顶部设置除冰工作面层，底部设置电热柔性层；

能源供给单元，用于为电热柔性层工作提供电能；

控制模块，控制能源供给单元和除冰工作部。

2.如权利要求1所述的一种用于寒区隧道衬砌的主动除冰系统，其特征在于，除冰单元还包括压力传感器，位于金属盒内底部，用于测量低冰点溶液相变膨胀后受金属盒与除冰工作面层的变形限制而产生的膨胀压力，测量的膨胀力传输至控制模块。

3.如权利要求1所述的一种用于寒区隧道衬砌的主动除冰系统，其特征在于，除冰单元还包括压力传感器信号导线、电热柔性层供电线，分别与压力传感器、电热柔性层连接。

4.权利要求1所述的一种用于寒区隧道衬砌的主动除冰系统，其特征在于，压力传感器信号导线、电热柔性层供电线均通过金属盒内部预留的孔洞引出外接。

5.如权利要求1所述的一种用于寒区隧道衬砌的主动除冰系统，其特征在于，能源供给单元包括光伏发电模组、风力发电机组、供电控制模块、储能模块、市电输入端口、及供电线缆；光伏发电模组、风力发电机组分别与供电控制模块连接，供电控制模块分别与储能模块、市电输入端口相连接，储能模块、市电输入端口分别与供电线缆相连接，能源供给单元通过供电线缆与除冰工作部中的电热柔性层供电线相连接。

6.如权利要求1所述的一种用于寒区隧道衬砌的主动除冰系统，其特征在于，控制模块包括储存模块、远程通信模块、用电控制模块和数据接收终端；储存模块与远程通信模块相连，用电控制模块与控制储能模块连接，储存模块与用电控制模块分别连接至远程通信模块。

7.如权利要求1所述的一种用于寒区隧道衬砌的主动除冰系统，其特征在于，压力传感器信号导线连接压力传感器信号导线总线，压力传感器信号导线总线与储存模块相连接；压力传感器通过采集的信号通过压力传感器信号导线、储存模块和远程通信模块发送至数据接收终端。

8.一种用于寒区隧道衬砌的主动除冰方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一：储存模块根据预先设定的信号采集间隔采集压力传感器输出的膨胀压力信号；

步骤二：当环境温度低于除冰单元中低冰点溶液的温度时，低冰点溶液开始冻结，冻结产生膨胀向外凸，除冰工作面层向外凸，此步将破坏附着于除冰工作面层与其上附着冰体接触面的粘结；

步骤三：当除冰单元中的膨胀压力达到预设阈值一定时间后，用电控制模块接收远程通信模块所接收的数据接收终端发出的指令，对用电控制模块进行控制，用电控制模块发出控制命令，通过控制储能模块中储存的电能或市电输入端口所输入的电能，对除冰单元中的电热柔性层供电使其工作发热，储能模块中所储存的电能由供电控制模块控制的光伏发电模组或风力发电机组产生；

步骤四：电热柔性层加热因相变而膨胀的低冰点溶液，低冰点溶液融化后，因融化体积收缩而使除冰工作面层由外凸转为向内微凸，使其上的附着冰体脱落，一个主动除冰循环完成；

步骤五：主动除冰单元中的低冰点溶液恢复到冻结前状态，之后重复第二至第四步的步骤，进入下一个主动除冰循环过程。

9.如权利要求8所述的一种用于寒区隧道衬砌的主动除冰方法，其特征在于，所述除冰工作单元当其处于未工作状态时，金属盒与除冰工作面层所形成的封闭空间内的低冰点溶液未发生相变，此时除冰工作面层向内微凸。

10.如权利要求8所述的一种用于寒区隧道衬砌的主动除冰方法，其特征在于，如果发生极端低温情况，系统通过相变方式除冰无法彻底清理附着冰体时，通过用电控制模块控制储能模块或市电输入端口的用电输出功率，提高电热柔性层的发热进行直接融冰作业。

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