[实用新型]一种寒区铁路隧道复合加热保温层装置

说明书

本实用新型公开一种寒区铁路隧道复合加热保温层装置，包括从外向内依次设置的隧道围岩、一次衬砌、复合加热保温层装置、二次衬砌，复合加热保温层装置包括铺设在二次衬砌上的若干保温层板、保温层板与一次衬砌之间的若干碳纤维加热膜片、保温层板与二次衬砌之间的若干温度感应器；各所述碳纤维加热膜片和各温度感应器分别与各保温层板一一对应，通过在每块保温层板上安装碳纤维加热膜片，利用碳纤维加热膜片良好的耐高压性、高韧度性及其性能稳定的特点，通过模块化加热的方式，可以有效解决寒区铁路隧道冻害问题。具有节能化、智能化、安全化、有效保温化等特点，模块化部件利于安装和维护，不仅可以用于新建隧道，也可以用于已有隧道的保温改造。

技术领域

本实用新型寒区隧道领域，具体涉及一种寒区铁路隧道复合加热保温层装置。

背景技术

寒区隧道面临的最大问题是隧道冻害，近年来我国投入到寒区隧道冻害治理的费用不断增加，即便如此，仍有不少隧道饱受冻害困扰，甚至废弃，寒区隧道冻害防治正成为隧道界的重要研究课题。寒区隧道冻害发生的主要原因是冻融和冻胀：冻融是指已冻结围岩因隧道内温度升高发生消融导致围岩自承能力降低，使衬砌应力场发生改变的一种冻害现象；冻胀则是指衬砌及围岩裂隙中水冻结膨胀引起的应力变化及结构破坏，据2014年统计，中国全线11516座铁路隧道，发生冻害的隧道数目为5990座，占隧道总数的52.4％，其中2937座发生严重冻害，占隧道总数的25.5％。这些冻害既对隧道结构造成严重破坏，同时也给铁路运营安全埋下重大安全隐患。

针对上述问题，研究一种有效的阻止冻害发生而又不破坏隧道衬砌结构的一种寒区铁路隧道复合加热保温层装置显得十分重要。

申请号为CN201810096940.3的中国专利公开了一种寒区隧道保温系统及安装方法，包括固定在隧道内壁上的拱形保温装置，拱形保温装置连接物联网系统，拱形保温装置和物联网系统均连接能源系统供电，其中拱形保温装置包括若干个拱顶管片，每个拱顶管片的两侧均依次对应设置有管道连通的拱肩管片、拱腰管片、拱脚管片和拱底管片，拱底管片连接风道，风道连接保温风机。上述申请专利通过固定在隧道内壁上的拱形保温装置，在拱形保温装置内持续通入热(冷)风，利用空气隔热性能良好、导热性差的特点，减少保温能耗的同时可以增加系统单次保温时长，虽有便于安装、维修以及节能的优点。但其技术要求高，造价高，虽能达到防冻保温效果，但不适用于所有寒区隧道。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种寒区铁路隧道复合加热保温层装置，充分利用碳纤维加热膜片优良的耐高压性、高韧度性、性能稳定性；将碳纤维加热膜片用树脂胶粘贴于每块保温层板后，采用模块式加热方法，对温度达到零度以下的保温层板进行加热，具有精确加热、节能环保、维修方便等优点，有效的防治寒区铁路隧道冻害的发生，为隧道运营提供安全保障。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种寒区铁路隧道复合加热保温层装置，包括从外向内依次设置的隧道围岩、一次衬砌、复合加热保温层装置、二次衬砌，所述复合加热保温层装置包括铺设在所述二次衬砌上的若干保温层板、设置在所述保温层板与一次衬砌之间的若干碳纤维加热膜片、设置在所述保温层板与二次衬砌之间的若干温度感应器；各所述碳纤维加热膜片和各温度感应器分别与各保温层板一一对应，所述复合加热保温层装置还包括与各所述碳纤维加热膜片、温度感应器连接的智能控制装置和用于供电的能源装置。

进一步的，所述能源系统包括风光互补发电装置和工业补充电能装置，所述风光互补发电系统包括风力发电和太阳能发电，当风光互补发电装置无法满足系统供电时，由所述工业补充电能装置供电，所述工业补充电能装置是将水力或火力发电站的电能进行输送以供应所述寒区铁路隧道复合加热保温层装置使用。