CN114109453A - 一种季节冻土区交通隧道自动保温控制结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种季节冻土区交通隧道自动保温控制结构，涉及寒区交通隧道工程防寒保温技术领域。本发明包括围岩、初期支护、温度传感器、二次衬砌、控温监测系统，所述围岩紧贴所述初期支护,其中二次衬砌通过装配式混凝土管片进行安装，浇筑材料采用碳纤维发热混凝土即保证了寒区隧道供热，也保证了强度，且二次衬砌完全包裹整个隧道，供热效果更好更均匀。本发明取代了传统的被动保温结构，相对于传统的加热器，具有通电主动供热的功能，减去了敷设保温层的过程，提高了施工效率。二次衬砌通电加热装置受控于温度传感器和控温系统，实现精准加热，在保证隧道后围岩不受冻害的同时还有节约能耗的作用，更易维修养护。
Description
技术领域
本发明属于隧道保温技术领域，特别是涉及一种季节冻土区交通隧道自动保温控制结构。
背景技术
现在隧道的保温系统主要有主动和被动两种方式，被动保温多采用轻质保温材料来减少寒区隧道的自然冻害，常敷设在初期支护和二次衬砌之间，或二次衬砌内壁。但是这种保温方式存在施工困难容易脱落、材料易受力变形、吸水和变形使其保温性能降低、不易维修，易燃使安装时易引发火灾等缺陷。主动保温大多都是预埋加热片的方式进行加热来防止隧道后围岩被“冻”坏，但是采用这种加热片加热的方式，会造成围岩温度不均匀，且加热片损坏后维修困难。采用碳纤维发热混凝土的二次衬砌和控温系统相结合的方式，不仅能承载围岩压力，也充当“加热片”实现给围岩精准供热，节约能耗，既能起到更好的加热效果的同时又能减少施工工序，又省去过厚的保温层。
发明内容
本发明的目的在于提供一种季节冻土区交通隧道自动保温控制结构，以解决现有的问题：保证围岩不受冻害，保温层施工及更换复杂，加热片加热围岩温度不均匀，加热片损坏后维修困难，节约现有主动供热能耗。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种季节冻土区交通隧道自动保温控制结构，包括围岩、初期支护、温度传感器、二次衬砌，温控监测系统，所述温度感应器安装在围岩和初期支护之间，所述二次衬砌铺装在初期支护的内壁，所述温度传感器连接到控温监测系统。
进一步地，所述初期支护由混凝土制成。
进一步地，所述二次衬砌采用装配式，均分为八个部分，且每部分长度为1m。
进一步地，所述二次衬砌每部分的两端均固定有薄钢板，做二次衬砌的两极。
进一步地，所述二次衬砌由碳纤维发热混凝土制成，拥有良好的导电发热性能。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过对结构设计，采用装配式安装二次衬砌，保证二次衬砌质量的同时减少的附加结构，施工方便，效率更高。
2、本发明通过对结构设计，相比于传统的加热器加热，二次衬砌完全包裹围岩，加热效果更好更均匀，取代了以前的保温层。
3、本发明通过对结构设计，相比于采用加热器加热，使用温控开关控制加热在保证隧道后围岩不受冻害的同时还有节约能耗的作用，更易维修养护。
4、本发明通过对结构设计，通过温度传感器和控温监测系统联合，实现精准加热，最大程度地防止了隧道冻害的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种季节冻土区交通隧道自动保温控制结构的结构示意图；
图2为本发明一种季节冻土区交通隧道自动保温控制结构的电路连接图；
图3为本发明一种季节冻土区交通隧道自动保温控制结构二次衬砌的拆分示意图；
图4为本发明一种季节冻土区交通隧道自动保温控制结构二次衬砌的纵断面图；
图5为本发明一种季节冻土区交通隧道自动保温控制结构建设的流程图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、围岩；2、初期支护；3、温度传感器；4、二次衬砌；5、温控监测系统；6、薄钢板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5所示，本发明为一种季节冻土区交通隧道自动保温控制结构，包括围岩1、初期支护2、温度传感器3、二次衬砌4、温控监测系统5、薄钢板6，初期支护2紧贴在围岩1的内壁，初期支护2由混凝土制成，且温度感应器3安装在围岩1和初期支护2之间，温度感应器3与温控监测系统5连接，实现开关功能，温控开关采用三脚式接线，常闭接法，当温度低于2℃开关接通，低于2℃为断开状态；
进一步地，二次衬砌4均分为八个部分，且每部分长度为1m，这种预制的方式能保证试件的电阻率较稳定，保证承载强度和质量，二次衬砌4每部分的两端均固定有薄钢板6做电极，使得每个部分二次衬砌4都能单独工作，且都与温控开关相连，当后面围岩的温度低于2℃时，联通加热，二次衬砌4由碳纤维发热混凝土制成，碳纤维混凝土由普通混凝土和碳纤维搅拌均匀制备而成，其中的碳纤维能极大增强混凝土的导电发热性能；
本实施例的一个具体应用为：在建设本结构体系时，在围岩1的内壁预埋安装若干个温控开关的温度传感器3，温度传感器连接到控温监测系统5，并分别对应每部分二次衬砌4的中间部位，温度传感器3安装完毕后向围岩1的内壁喷射混凝土，将初期支护2安装在围岩1内壁上，之后将预制的二次衬砌4按照合适位置铺装在初期支护2内壁上，并使得每部分均对应一个温度传感器3，之后将二次衬砌4和温度传感器3串联在一起，并接通电路，完成结构体系的建设，通过装配式安装二次衬砌4的方式，能够保证二次衬砌4承载强度及质量的同时，减少附加结构，施工方便，且效率更高，相比于传统的加热器加热，二次衬砌4完全包裹围岩1，加热效果更好更加均匀，采用温控开关控制加热，更加节能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (5)
1.一种季节冻土区交通隧道自动保温控制结构，其特征在于：包括围岩（1）、初期支护（2）、温度传感器（3）、二次衬砌（4）、控温监测系统（5）、所述初期支护（2）紧贴在围岩（1）的内壁，且所述温度传感器（3）安装在围岩（1）和初期支护（2）之间，所述二次衬砌（4）铺装在初期支护（2）的内壁，所述温度传感器（3）连接到控温监测系统（5）。
2.根据权利要求1所述的一种季节冻土区交通隧道自动保温控制结构，其特征在于：所述初期支护（2）由混凝土制成。
3.根据权利要求1所述的一种季节冻土区交通隧道自动保温控制结构，其特征在于：所述二次衬砌（4）为装配式衬砌，均分为八个部分，且每部分长度为1m。
4.根据权利要求1所述的一种季节冻土区交通隧道自动保温控制结构，其特征在于：所述二次衬砌（4）每部分的两端均固定有薄钢板（6）。
5.根据权利要求1所述的一种季节冻土区交通隧道自动保温控制结构，其特征在于：所述二次衬砌（4）由碳纤维发热混凝土制成。
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