[实用新型]一种适用于高地热隧道施工的降温隔热系统

说明书

本实用新型提出了一种适用于高地热隧道施工的降温隔热系统，由通风降温装置、冷水供应装置、高压冷水喷雾降温机构、隔热层以及排水设施组成。所述通风降温装置将洞外空气通过送风管压入隧道内，通过洞内外空气循环，带走一部分洞内热量；洞外冷水箱通过纵向冷水管向洞内输送冷水，经高压泵箱增压后，通过环向排水管输送到高压喷雾喷嘴而形成高压冷水雾，喷入洞内空气中，降低空气温度；喷水软管通过可调节阀与纵向冷水管相连，可以向掌子面及洞周岩壁喷洒高压冷水，从而降低掌子面和岩壁温度；初期支护与二次衬砌之间的隔热层可以阻断地层深部热量向隧道洞内传递的路径，保证隧道内处于适宜的温度环境，保持施工环境良好。

技术领域

本实用新型属于地下工程领域，具体涉及到一种适用于高地热隧道施工的降温隔热系统。

背景技术

目前，根据国内外的相关研究可知，高地热条件对地下工程的建设具有诸多不利影响。高地热不仅恶化隧道施工环境，降低了作业的隆冬生产率，并严重威胁到施工人员的健康和安全；同时，高地热产生的附件温度应力还可能会引发衬砌开裂，对衬砌结构的安全及耐久性不利；此外，隧道洞室高温高湿的环境会导致施工机械设备故障增多、作业效率降低等。由此可见，如何降低高地热区段施工隧道洞室内的温度，将其控制在一个适合人员及机械施工作业的环境条件下，对保障隧道施工安全、施工质量及施工进度具有重大意义。

目前，快速降温的方法除了常规的加强通风之外，还包括洞内冰块降温、洞内喷雾降温、洞内冷风机以及洞内空调等。如申请号CN201810486654.8的实用新型专利公开了一种高地温隧道降低环境温度的方法及降温装置，其中降温方法包括以下步骤：根据隧道施工环境的参数，在隧道内部沿隧道纵向等间距放置洞内冰块进行降温；计算隧道内每小时洞内冰块的融化体积，并每隔一小时增加与融化体积相一致的洞内冰块；在隧道洞口外设置冰块放置笼，在冰块放置笼内部放置洞外冰块，将冰块放置笼通过柔性管与通风机相连接，再将通风机与通向隧道内的通风管相连接，从而对隧道进行通风降温。其中降温装置包括在隧道内部沿隧道纵向等间距设有的洞内冰块，以及在隧道洞口外设有的冰块放置笼，冰块放置笼内部放置有洞外冰块，且冰块放置笼通过柔性管与通风机相连接，通风机连接有通向隧道内的通风管。

申请号CN200720073392.X的实用新型专利涉及一种隧道峒内温控结构，尤其适用于隧道通风区段较长、交流量高，洞内温度较高的工程，该结构包括隧道内壁，其特征在于所述内壁上设置有喷雾喷头，所述喷头的喷雾粒径不大于50μm，其优点是，有效降低隧道内空气干球温度，大大改善长隧道内部的空气质量，保证车辆正常通行。

申请号CN01279571.2的实用新型专利涉及一种隧道专用空调机组，它主要用于高海拔、高寒冷和高气温地区，以及高潮湿、特干燥的严酷自然环境的施工隧道中。本机组在空调保温箱体内部，配置一台加热表冷器、一台双速隧道风机组成空调机组，另配一套温控装置。本空调机组能对环境空气进行加热或冷却，另外，隧道在爆破后，本机组能在高速档运转，迅速排除隧道中的硝烟和灰尘。温控装置中的电气控制柜将各个温度传感器送来的信号数据进行检索后，反馈给进汽电动调节阀，并控制该阀门的开启度，调节加热表冷器的蒸汽进汽量，实现空调机组对通风温度和湿度的适时自动控制。

对于高地热地区的长大隧道，设置冰块只能暂时提供局部的降温效果，工人要在作业中多次休息轮换，增加班组成本，同时制冰成本高，能耗大。而冷风机、空调等虽然制冷效果较好，但能耗高，在洞内粉尘空气环境不好条件下，空调维修养护难，要经常清洁，不适合大范围制冷。喷雾降温在运营隧道应用较多，降温效果可以达到4度左右，但在隧道洞内施工降温应用还不多见，降温效果主要受限于洞内通风风速和冷水喷雾的温度。而对于洞内50度以上高地热隧道，例如在云南，西藏地区的一些长大隧道，局部隧道洞内高温可以达到70度，地热问题成为制约隧道施工的主要因素。

可见对于高地热隧道，上述的这些方法降温能力有限，主要是空气交换的方式降温受限于空气的比热容较小，而且在掌子面后方，地热可以通过岩壁、混凝土传递到洞内。

实用新型内容