CN114301024A - 一种公路隧道电缆沟隔热保温、温控和防潮系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种公路隧道电缆沟隔热保温、温控和防潮系统，包括电缆沟隔热保温模块、电缆沟温控防潮模块、电缆沟排水模块、电缆沟防水墙体模块和地下水抽排模块，在电缆沟内侧壁上设置有电缆沟隔热保温模块，在电缆沟内部分别设置防水墙体模块、排水模块和升温模块，在电缆沟外侧壁和盖板上设置有电缆沟降温防潮模块，在电缆沟的拱墙部位和仰拱部位均设置有地下水抽排模块。本发明集隔热保温、温控和防潮功能为一体，能够有效解决高地温或寒区电缆沟渗漏、排水不畅、使用寿命短和养护成本高等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种公路隧道电缆沟隔热保温、温控和防潮系统，属于隧道工程技术领域。
背景技术
随着交通工程技术不断进步，公路网络不断完善，西藏、四川、云南等地质状况复杂地区高速公路迎来建设高潮。隧道工程建设过程中，无法规避地热区域或高寒区域，往往出现高地温热害或冰冻病害问题：
1、高温环境下，支护材料性能劣化，力学性能衰退，温度应力引发混凝土结构开裂；断层突涌热水风险大，渗漏水沿边墙流入电缆沟，导致机电设备安全事故频发，严重威胁操作人员生命安全；高温潮湿工况加速供电线路老化，维修养护工作量增加，提升运营成本。
2、高寒环境下，隧道排水不畅，结冰堵塞排水管；地下渗漏水渗出，出现衬砌挂冰和路面结冰，危及行车安全；渗漏水冻结产生冻胀力，多次冻融循环导致衬砌开裂、酥松和剥落，存在结构安全隐患。
因此，公路隧道电缆沟隔热保温、温控和防潮系统研究极为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种公路隧道电缆沟隔热保温、温控和防潮系统，该系统在电缆沟内部铺设隔热板，从源头阻断或减弱热量传递；并通过传感器实时监测电缆沟温度和湿度，一旦超过阈值，侧壁排气扇开启，避免高温潮湿环境下供电线路老化；一旦低于阈值，电加热设备启动，防止消防管道冻结；温度传感器经报警器报警，实现远程监控，避免电缆受潮短路或超负荷运行引发火灾；清水与污水分流，方便清洁维护；通过抽排地下水，地热区域实现削弱地热水热害影响与开发地热能的双赢，高寒区域从源头消除冻害必备要素“低温”和“水”，保证地下水不发生冻结的情况下排出隧道，从而解决高地温或寒区环境下公路隧道电缆沟运营阶段安全性，提升机电设备服务周期。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种公路隧道电缆沟隔热保温、温控和防潮系统，包括电缆沟隔热保温模块、电缆沟温控防潮模块、电缆沟排水模块、电缆沟防水墙体模块和地下水抽排模块，在电缆沟内侧壁上设置有电缆沟隔热保温模块，在电缆沟内部分别设置防水墙体模块、排水模块和升温模块，在电缆沟外侧壁和盖板上设置有电缆沟降温防潮模块，在电缆沟的拱墙部位和仰拱部位均设置有地下水抽排模块。
进一步，所述电缆沟隔热保温模块为隔热板，且隔热板紧贴电缆沟内侧壁布置。
进一步，所述电缆沟温控防潮模块包括预埋在电缆沟侧壁上的PVC管、设置在电缆沟内部的分隔墙以及铺设在电缆沟顶部的电缆沟盖板，在PVC管内安装有换气扇，在分隔墙上分别安装有温度湿度传感器、电加热设备和报警器，所述温度湿度传感器分别与报警器、换气扇以及电加热设备连接，采用电缆直接供电，在电缆沟盖板一侧开设有通风槽，在通风槽的周边设置有挡水坎。
更进一步，所述温度湿度传感器与电加热设备和排气扇实时联动，将温度湿度监测数据传输至报警器。
更进一步，所述电缆沟盖板的四周均设置有搭接台阶，在搭接台阶上固定有阻水条。
进一步，所述分隔墙将电缆沟分隔成两个独立的工作区域。左侧工作区域的边墙上安装有电缆支架，在电缆支架上布置有电缆，在右侧工作区域内布设有消防管道，在分隔墙的底部设置有连通左侧工作区域和右侧工作区域的HDPE排水管。
进一步，所述电缆沟防水墙体模块为喷涂在电缆沟内壁上的防水涂料层。
进一步，所述电缆沟排水模块包括沿电缆沟底部设置的斜坡以及设置在电缆沟外侧下方的纵向排水沟，在斜坡的一侧开设有集水沟，在集水沟和纵向排水沟之间连接有一组HDPE排水管，在纵向排水沟的顶部设置有路缘边沟。
进一步，所述地下水抽排模块包括设置在拱墙部位的渗漏排水管、埋设在仰拱部位以下的井点管以及布置在纵向排水沟内的地下水输送管，在地下水输送管的外部包裹有保温棉，所述渗漏排水管、井点管以及地下水输送管分别连接在四通管的三个接口上，四通管的另一个接口通过管路与抽水泵连接。
进一步，所述渗漏排水管外部缠绕有电伴热带。
由于采用了上述技术方案，本发明的具有以下优点：
(1)在电缆沟内壁铺设自粘型硬质聚氨酯隔热板，操作简便，施工速度快，适合极端环境下施工；而且隔热板可紧贴电缆沟内侧壁，避免空洞出现，影响保温隔热效率，有效隔绝或减弱热量传递，避免电缆沟内温度过高导致电缆负荷运行，避免电缆沟内出现冻结状况。
(2)电缆沟盖板设置通风槽，内部温度湿度传感器和换气扇及电加热设备联动，实时调节电缆沟内部温度湿度，保证内部温度湿度始终处于合适值附近，避免电缆长期处于高温潮湿或高寒冰冻恶劣环境，保证电缆线路服务周期；报警器与温度传感器联动，实时监测电缆沟内部温度，避免电缆受潮短路或超负荷运行导致温度过高，从源头上扼杀火灾隐患。
(3)电缆沟内部喷涂防水涂料层，封堵渗漏点，隔绝水汽，实现电缆沟内部干燥；电缆沟盖板接缝处设置阻水条，搭接铺设，通风槽设置挡水坎，避免渗漏水由边墙流入电缆沟；电缆沟底部设置斜坡，坡底集水沟与纵向排水沟相连，避免电缆沟积水，保证电缆正常运行。
(4)电缆沟内部设置分隔墙，划分成电缆线路和消防管道两个独立工作区域。一方面，功能区合理划分，方便检修阶段对电缆线路和消防水管分别整治；另一方面，分隔墙发挥遮挡作用，消防管道工作区采用排水管直接将渗漏水汇入集水沟，消除消防管道泄漏或爆裂致使电缆受潮短路起火隐患。
(5)实现清水与污水分流，减少纵向排水沟沙石沉淀，方便清洁与维护，减少沉淀池修建，节省工程成本。
(6)通过地下水抽排模块，降低衬砌背后水压避免出现突泥涌水，避免出现渗漏现象，提升隧道洞身围岩稳定性。地热区域，主动引排地热水，削弱地热水对围岩、衬砌支护结构、洞内气温热害影响，保证隧道结构长期安全性；开发利用地热能资源，利用方式简单，环保无污染。高寒区域，主动引排地下水，降低地下水位，实现最大冻结深度范围内围岩和仰拱结构处于干燥状态，从源头消除冻害必备要素“低温”和“水”，避免冻融循环导致衬砌结构冻胀破坏。保证寒区隧道行车安全，隧道结构安全稳定，延长隧道使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图的立体图：
图2是本发明实施例1的结构示意图的侧视图
图3是本发明实施例1中电缆沟局部布置示意图；
图4是本发明实施例1中电缆沟盖板的结构示意图；
图5是本发明实施例2的结构示意图的立体图；
图6是本发明实施例2中电缆沟盖板的结构示意图；
附图中的标记为：1-隔热板；2-PVC管；3-排气扇；4-温度湿度传感器；5-报警器；6-电缆；7-电缆沟盖板；8-通风槽；9-挡水坎；10-阻水条；11-分隔墙；12-电缆支架；13-消防管道；14-排水管；15-集水沟；16-纵向排水沟；17-渗漏排水管；18-滤管；19-井点管；20-保温棉；21-地下水输送管；22-抽水泵；23-路缘边沟；24-电伴热带；25-电加热设备。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例应用于高地温公路隧道。请参阅图1～4，一种公路隧道电缆沟隔热、温控和防潮系统，包括电缆沟隔热保温模块、电缆沟降温防潮模块、电缆沟排水模块、电缆沟防水墙体模块和地下水抽排模块，在电缆沟内侧壁上设置有电缆沟隔热保温模块，在电缆沟内部分别设置防水墙体模块和排水模块，在电缆沟外侧壁和盖板上设置有电缆沟降温防潮模块，在电缆沟的拱墙部位和仰拱部位均设置有地下水抽排模块。
参见图1及图2，所述电缆沟隔热保温模块为隔热板1，且隔热板1紧贴电缆沟内侧壁布置，本实施例中，隔热板1选用自粘型硬质聚氨酯隔热板，硬质聚氨酯材料导热效率低≤0.024w/m.k、热阻值高,远优于传统隔热材料，可有效隔绝或减弱热量传递，避免电缆沟内部温度过高影响电缆运行。自粘型铺设保证隔热板紧贴内侧壁，避免空洞形成影响隔热效率。施工简单进度快，人工消耗低，适合高温环境施工。
参见图1～3，所述电缆沟温控防潮模块包括预埋在电缆沟侧壁上的PVC管2、设置在电缆沟内部的分隔墙10以及铺设在电缆沟顶部的电缆沟盖板7，在PVC管2内安装有换气扇3，在分隔墙10上分别安装有温度湿度传感器4、电加热设备25和报警器5，所述温度湿度传感器4分别与报警器5、换气扇3以及电加热设备25连接，采用电缆6直接供电。因此，通过温度湿度传感器4和换气扇3联动，实时调节电缆沟内部温度和湿度，当温度或湿度超过阈值时，报警器5控制换气扇3开启，实现电缆沟内部高温潮湿气体与洞内干燥冷空气交换，维持合适温度和湿度，避免电缆长期处于高温潮湿恶劣环境，无法保证服务周期。通过报警器5与温度湿度传感器4相连，对监测电缆沟内部温度异常情况实时预警，消除电缆受潮短路引起火灾隐患，同时，采用电缆6直接供电，相较于外挂式供电方式更方便安全。同时，在电缆沟盖板7一侧上开设有通风槽8，通风散热同时不影响检修人员通行，方便检修人员掀盖检查，而且在通风槽8的周边设置有挡水坎9，在电缆沟盖板7的四周均设置有搭接台阶，在搭接台阶上固定有阻水条10，可阻止渗漏水从通风槽8或接缝处流入电缆沟，影响电缆6正常运行。
参见图3及图4，所述分隔墙11将电缆沟分隔成两个独立的工作区域，左侧工作区域的边墙上安装有电缆支架12，在电缆支架12上布置有电缆6，在右侧工作区域内布设有消防管道13，在分隔墙11的底部设置有连通左侧工作区域和右侧工作区域的HDPE排水管14。分隔墙11分离出两个独立工作区域，相互不打扰，功能区合理划分，方便对电缆6和消防管道13分别检修。所述电缆沟防水墙体模块为喷涂在电缆沟内壁上的防水涂料层，防止墙体裂隙水渗漏，防水涂层与电缆沟盖板7成为防水屏障，电缆沟成为隔水密闭空间。
参见图2及图3，所述电缆沟排水模块包括沿电缆沟底部设置的斜坡以及设置在电缆沟外侧下方的纵向排水沟16，在斜坡的一侧开设有集水沟15，在集水沟15和纵向排水沟16之间连接有一组HDPE排水管14，在纵向排水沟16的顶部设置有路缘边沟23。这样可以避免电缆沟积水，保持电缆沟内部干燥。地表清洁污水通过路缘边沟23顺坡排出，实现清水和污水分流，减少纵向排水沟沙石沉淀，方便清洁与维护。
参见图1及图2，所述地下水抽排模块包括设置在拱墙部位的渗漏排水管17、埋设在仰拱部位以下的井点管19以及布置在纵向排水沟16内的地下水输送管21。所述渗漏排水管17、井点管19以及地下水输送管21分别连接在四通管的三个接口上，四通管的另一个接口通过管路与抽水泵22连接。这样可分别将拱墙部位和仰拱部位以下的地热水汇入地下水输送管21，再利用抽水泵22抽排地热水，将地热水输送至洞外。通过渗漏排水管17减小拱墙部位衬砌背后水压，避免形成突发涌水；通过井点管19降低地下水位，提高隧道洞身围岩稳定性。通过地下水输送管21外部包裹的保温棉20引流地热水，不仅减弱地热水对隧道衬砌支护结构热害影响，避免洞内气温过高阻碍隧道施工，还可充分利用地热能资源，减少热量消耗浪费资源。
实施例2
本实施例运用于寒区公路隧道，参见图5及图6，本实施例基于实施例1的结构进行略微调整，其区别在于：电缆沟内壁四周均设置隔热板1，排气扇和通风槽设置间距增大，在渗漏排水管17外部缠绕有电伴热带24，同时还增设了电加热设备25，且电加热设备25与温度湿度传感器4连接，采用电缆6直接供电。
电缆沟内壁四周均设置隔热板1，形成保温密闭空间。避免电缆沟内部温度受洞内冷空气和围岩影响，造成电缆外保护层发硬发脆，影响电缆运行。自粘型铺设保证隔热板紧贴壁面，避免空洞形成影响保温效率。施工简单进度快，人工消耗低，适合寒冷环境施工。
拱墙补位设置渗漏排水管17表面缠绕电伴热，仰拱以下埋设井点管19。在渗漏排水管17外部缠绕有电伴热带24，不仅避免隧道内部出现渗漏水现象，还可保证渗漏水温度始终处于冻结冰点以上，使渗漏排水管17排水顺畅，避免衬砌背后产生冻胀破坏。通过井点管19降低地下水位，不仅提高隧道洞身围岩稳定性，还可实现最大冻结范围内的围岩和仰拱结构处于干燥状态，阻止冻害发生。并且通过保温棉20包裹输送管21引流地下水，避免管道冻结堵塞，造成隧道排水不畅。
当电缆沟的温度低于阈值时，温度湿度传感器4和电加热设备25联动，避免电缆沟内部结构受水冻胀力发生开裂破坏，无法保证服务周期，避免消防水管发生冻结，影响正常使用。
综上所述，应用于高寒地区电缆沟结构的实施例2，通过衬砌背后的渗漏排水管增设电伴热带，不仅保证隧道内部无渗漏水现象，并且渗漏水温度始终处于冻结冰点以上，保持流动状态，避免排水管冻结堵塞，影响隧道排水系统正常运行，加剧运营阶段隧道冻害程度；还可避免衬砌背后渗漏水冻胀破坏，造成衬砌开裂。因此，将基于高地热区域的实施例1电缆沟结构略微调整，即可应用于高寒地区电缆沟结构成为实施例2。可实行统一标准化施工，避免工艺繁复制约施工进度，影响施工成品质量。
Claims (10)
1.一种公路隧道电缆沟隔热保温、温控和防潮系统，包括电缆沟隔热保温模块、电缆沟温控防潮模块、电缆沟排水模块、电缆沟防水墙体模块和地下水抽排模块，其特征在于：在电缆沟内侧壁上设置有电缆沟隔热保温模块，在电缆沟内部分别设置防水墙体模块、排水模块和升温模块，在电缆沟外侧壁和盖板上设置有电缆沟降温防潮模块，在电缆沟的拱墙部位和仰拱部位均设置有地下水抽排模块。
2.根据权利要求1所述的公路隧道电缆沟隔热保温、温控和防潮系统，其特征在于：所述电缆沟隔热保温模块为隔热板(1)，且隔热板(1)紧贴电缆沟内侧壁布置。
3.根据权利要求1所述的公路隧道电缆沟隔热保温、温控和防潮系统，其特征在于：所述电缆沟温控防潮模块包括预埋在电缆沟侧壁上的PVC管(2)、设置在电缆沟内部的分隔墙(10)以及铺设在电缆沟顶部的电缆沟盖板(7)，在PVC管(2)内安装有换气扇(3)，在分隔墙(10)上分别安装有温度湿度传感器(4)、电加热设备(25)和报警器(5)，所述温度湿度传感器(4)分别与报警器(5)、换气扇(3)以及电加热设备(25)连接，采用电缆(6)直接供电，在电缆沟盖板(7)一侧开设有通风槽(8)，在通风槽(8)的周边设置有挡水坎(9)。
4.根据权利要求3所述的公路隧道电缆沟隔热保温、温控和防潮系统，其特征在于：所述温度湿度传感器(4)与电加热设备(25)和排气扇(3)实时联动，将温度湿度监测数据传输至报警器(5)。
5.根据权利要求3所述的公路隧道电缆沟隔热保温、温控和防潮系统，其特征在于：所述电缆沟盖板(7)的四周均设置有搭接台阶，在搭接台阶上固定有阻水条(10)。
6.根据权利要求1所述的公路隧道电缆沟隔热保温、温控和防潮系统，其特征在于：所述分隔墙(11)将电缆沟分隔成两个独立的工作区域。左侧工作区域的边墙上安装有电缆支架(12)，在电缆支架(12)上布置有电缆(6)，在右侧工作区域内布设有消防管道(13)，在分隔墙(11)的底部设置有连通左侧工作区域和右侧工作区域的HDPE排水管(14)。
7.根据权利要求1所述的公路隧道电缆沟隔热保温、温控和防潮系统，其特征在于：所述电缆沟防水墙体模块为喷涂在电缆沟内壁上的防水涂料层。
8.根据权利要求1所述的公路隧道电缆沟隔热保温、温控和防潮系统，其特征在于：所述电缆沟排水模块包括沿电缆沟底部设置的斜坡以及设置在电缆沟外侧下方的纵向排水沟(16)，在斜坡的一侧开设有集水沟(15)，在集水沟(15)和纵向排水沟(16)之间连接有一组HDPE排水管(14)，在纵向排水沟(16)的顶部设置有路缘边沟(23)。
9.根据权利要求1所述的公路隧道电缆沟隔热保温、温控和防潮系统，其特征在于：所述地下水抽排模块包括设置在拱墙部位的渗漏排水管(17)、埋设在仰拱部位以下的井点管(19)以及布置在纵向排水沟(16)内的地下水输送管(21)，在地下水输送管(21)的外部包裹有保温棉(20)，所述渗漏排水管(17)、井点管(19)以及地下水输送管(21)分别连接在四通管的三个接口上，四通管的另一个接口通过管路与抽水泵(22)连接。
10.根据权利要求9所述的公路隧道电缆沟隔热保温、温控和防潮系统，其特征在于：所述渗漏排水管(17)外部缠绕有电伴热带(24)。
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