一種寒區隧道智能防凍排水系統的制作方法

文檔序號：11471635閱讀：385來源：國知局

本實用新型涉及隧道防凍排水技術領域，具體涉及一種寒區隧道智能防凍排水系統。

背景技術：

建國幾十年來，我國在東北高緯度地區修建了數十座嚴寒及寒冷地區隧道，如嫩林線的西嶺1號及2號隧道、西羅奇2號隧道、白卡爾隧道，卡圖線的土門嶺隧道等，洞外最低氣溫均在-50℃以下。從目前寒冷地區的隧道使用情況來看，其凍害現象十分突出。一般情況下，年平均氣溫低于-1℃的，都有不同程度的凍害，有的隧道襯砌裂縫寬達5cm，有的常年有7～8個月不能使用，有的甚至報廢而全年不能使用。對已經運營的寒區公路隧道進行調查時發現，寒區隧道中有80%以上都存在各種各樣凍害現象，其中60%的發生滲漏，約24%的出現襯砌混凝土剝落、開裂、滑塌、沉陷等問題。究其原因襯砌背后排水系統凍結是主要影響因素。因此針對此類現象，研發一種針對寒冷地區隧道智能防凍排水系統具有較大的經濟意義與社會意義。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種寒區隧道智能防凍排水系統, 通過增強襯砌背后排水系統的抗凍性，保證排水效果，進而降低運營期隧道養護成本，保證運營安全。

本實用新型所采用的技術方案為：

一種寒區隧道智能防凍排水系統，包括環向排水管、縱向排水管、橫向排水管和中央排水管，縱向排水管位于隧道拱腳處，中央排水管位于仰拱隧道中心線處，環向排水管接入縱向排水管，縱向排水管通過橫向排水管接入中央排水管，其特征在于：

仰拱上方的隧道初期支護初噴和初期支護復噴之間設置環向的發熱電纜，發熱電纜兩端延伸到縱向排水管處并縱向延伸；

隧道二次襯砌表面安裝有溫度傳感器，發熱電纜上設置有發熱電纜開關，溫度傳感器將溫度信息發送至控制器，控制器遠程控制發熱電纜開關。

發熱電纜通過套筒、電纜扣件和螺栓固定于初期支護初噴。

初期支護復噴的表面鋪設有防水板。

縱向排水管底部設置有縱向排水管混凝土管座，上方覆蓋有碎石，縱向的發熱電纜位于碎石內。

本實用新型具有以下優點：

1、因該隧道處于寒冷地區，防排水系統極易凍結，引發凍害問題，故引入電伴熱系統，埋置于初期支護中，僅冬季開啟或冬季限時隨溫度變化開啟，保證混凝土動態溫度高于0℃，保證導水管中滲水不凍結。

2、溫度傳感器能夠準確的探知隧道內的溫度，在溫度低于某個預置的溫度值時，傳輸信號給控制系統，由控制系統開啟電伴熱系統，將電能轉化為熱能，傳遞給被加熱物體，實現無人值守的作用，達到隧道智能化的保溫、控溫效果。

附圖說明

圖1為本實用新型布置圖。

圖2為圖1中I-I斷面顯示電伴熱系統埋設的示意圖。

圖3為圖1中A部放大顯示電伴熱系統墻腳位置布設的示意圖。

圖4為發熱電纜示意圖。

圖5為智能控制系統圖。

圖中，1-初期支護，2-發熱電纜，3-防水板，4-二次襯砌，5-橫向排水管，6-縱向排水管，7-中央排水管，8-初期支護初噴，9-初期支護復噴，10-碎石，11-縱向排水管混凝土管座，12-防腐外套，13-鐵錫銅絲屏蔽，14-平行母線，15-絕緣層，16-自控導電塑料，17-溫度傳感器，18-發熱電纜開關。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本實用新型進行詳細的說明。

本實用新型涉及的一種寒區隧道智能防凍排水系統，環向排水管、縱向排水管6、橫向排水管5和中央排水管7，縱向排水管6位于隧道拱腳處，中央排水管7位于仰拱隧道中心線處，環向排水管接入縱向排水管6，縱向排水管6通過橫向排水管5接入中央排水管7。仰拱上方的隧道初期支護初噴8和初期支護復噴9之間設置環向的發熱電纜2，發熱電纜2兩端延伸到縱向排水管6處并縱向延伸。發熱電纜2通過套筒、電纜扣件和螺栓固定于初期支護初噴8。

初期支護復噴9的表面鋪設有防水板3。縱向排水管6底部設置有縱向排水管混凝土管座11，上方覆蓋有碎石10，縱向的發熱電纜2位于碎石10內。

發熱電纜2由防腐外套12、鐵錫銅絲屏蔽13、平行母線14、絕緣層15和自控導電塑料16組成。

隧道二次襯砌表面安裝有溫度傳感器17，發熱電纜2上設置有發熱電纜開關18，溫度傳感器17將溫度信息發送至控制器，控制器遠程控制發熱電纜開關18。

本實用新型的施工步驟如下：

1）隧道洞室開挖，初噴混凝土10~15cm；

2）按隧道出入口段縱向間距2m初噴混凝土表面套管鋪設電伴熱系統，一般布設單位20~30m，隧道內部縱向間隔10m出噴混凝土表面套管鋪設電伴熱系統，保證全隧道溫度控制；

3）復噴混凝土5~10cm，覆蓋電伴熱系統；

4）安裝襯砌背后排水系統（環、縱、橫向排水管）；

5）墻腳部位沿縱向排水管伴隨鋪設電伴熱系統；

6）將伴熱電纜連接到控制系統，預埋溫度傳感器；

7）通電加熱檢查、復查；

8）鋪設防水板；