一种寒区隧道智能防冻排水系统的制作方法

本实用新型涉及隧道防冻排水技术领域，具体涉及一种寒区隧道智能防冻排水系统。

背景技术：

建国几十年来，我国在东北高纬度地区修建了数十座严寒及寒冷地区隧道，如嫩林线的西岭1号及2号隧道、西罗奇2号隧道、白卡尔隧道，卡图线的土门岭隧道等，洞外最低气温均在-50℃以下。从目前寒冷地区的隧道使用情况来看，其冻害现象十分突出。一般情况下，年平均气温低于-1℃的，都有不同程度的冻害，有的隧道衬砌裂缝宽达5cm，有的常年有7～8个月不能使用，有的甚至报废而全年不能使用。对已经运营的寒区公路隧道进行调查时发现，寒区隧道中有80%以上都存在各种各样冻害现象，其中60%的发生渗漏，约24%的出现衬砌混凝土剥落、开裂、滑塌、沉陷等问题。究其原因衬砌背后排水系统冻结是主要影响因素。因此针对此类现象，研发一种针对寒冷地区隧道智能防冻排水系统具有较大的经济意义与社会意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种寒区隧道智能防冻排水系统, 通过增强衬砌背后排水系统的抗冻性，保证排水效果，进而降低运营期隧道养护成本，保证运营安全。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种寒区隧道智能防冻排水系统，包括环向排水管、纵向排水管、横向排水管和中央排水管，纵向排水管位于隧道拱脚处，中央排水管位于仰拱隧道中心线处，环向排水管接入纵向排水管，纵向排水管通过横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护初喷和初期支护复喷之间设置环向的发热电缆，发热电缆两端延伸到纵向排水管处并纵向延伸；

隧道二次衬砌表面安装有温度传感器，发热电缆上设置有发热电缆开关，温度传感器将温度信息发送至控制器，控制器远程控制发热电缆开关。

发热电缆通过套筒、电缆扣件和螺栓固定于初期支护初喷。

初期支护复喷的表面铺设有防水板。

纵向排水管底部设置有纵向排水管混凝土管座，上方覆盖有碎石，纵向的发热电缆位于碎石内。

本实用新型具有以下优点：

1、因该隧道处于寒冷地区，防排水系统极易冻结，引发冻害问题，故引入电伴热系统，埋置于初期支护中，仅冬季开启或冬季限时随温度变化开启，保证混凝土动态温度高于0℃，保证导水管中渗水不冻结。

2、温度传感器能够准确的探知隧道内的温度，在温度低于某个预置的温度值时，传输信号给控制系统，由控制系统开启电伴热系统，将电能转化为热能，传递给被加热物体，实现无人值守的作用，达到隧道智能化的保温、控温效果。

附图说明

图1为本实用新型布置图。

图2为图1中I-I断面显示电伴热系统埋设的示意图。

图3为图1中A部放大显示电伴热系统墙脚位置布设的示意图。

图4为发热电缆示意图。

图5为智能控制系统图。

图中，1-初期支护，2-发热电缆，3-防水板，4-二次衬砌，5-横向排水管，6-纵向排水管，7-中央排水管，8-初期支护初喷，9-初期支护复喷，10-碎石，11-纵向排水管混凝土管座，12-防腐外套，13-铁锡铜丝屏蔽，14-平行母线，15-绝缘层，16-自控导电塑料，17-温度传感器，18-发热电缆开关。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。

本实用新型涉及的一种寒区隧道智能防冻排水系统，环向排水管、纵向排水管6、横向排水管5和中央排水管7，纵向排水管6位于隧道拱脚处，中央排水管7位于仰拱隧道中心线处，环向排水管接入纵向排水管6，纵向排水管6通过横向排水管5接入中央排水管7。仰拱上方的隧道初期支护初喷8和初期支护复喷9之间设置环向的发热电缆2，发热电缆2两端延伸到纵向排水管6处并纵向延伸。发热电缆2通过套筒、电缆扣件和螺栓固定于初期支护初喷8。

初期支护复喷9的表面铺设有防水板3。纵向排水管6底部设置有纵向排水管混凝土管座11，上方覆盖有碎石10，纵向的发热电缆2位于碎石10内。

发热电缆2由防腐外套12、铁锡铜丝屏蔽13、平行母线14、绝缘层15和自控导电塑料16组成。

隧道二次衬砌表面安装有温度传感器17，发热电缆2上设置有发热电缆开关18，温度传感器17将温度信息发送至控制器，控制器远程控制发热电缆开关18。

本实用新型的施工步骤如下：

1）隧道洞室开挖，初喷混凝土10~15cm；

2）按隧道出入口段纵向间距2m初喷混凝土表面套管铺设电伴热系统，一般布设单位20~30m，隧道内部纵向间隔10m出喷混凝土表面套管铺设电伴热系统，保证全隧道温度控制；

3）复喷混凝土5~10cm，覆盖电伴热系统；

4）安装衬砌背后排水系统（环、纵、横向排水管）；

5）墙脚部位沿纵向排水管伴随铺设电伴热系统；

6）将伴热电缆连接到控制系统，预埋温度传感器；

7）通电加热检查、复查；

8）铺设防水板；

9）浇筑二次衬砌，施工结束。

本实用新型施工简单，施工周期短，施工难度小，费用低，后期运营养护方便，自动控温加热防冻，效果较好，但电伴热系统安装相对复杂。

本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。