高地温隧道降温系统

1.本发明涉及隧道技术领域，特别涉及一种高地温隧道的降温系统。


背景技术：

2.高温地热对隧道质量安全有巨大的影响。高地温会引发温度应力，不利于衬砌结构承载；长期的高地温也还会降低混凝土强度。高地热还可能使防水板材和混凝土工作缝止水材料使用寿命大幅缩短，严重影响材料功能的发挥。
3.因此需要对高温隧道设置降温系统。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的是提供一种高地温隧道降温系统，以解决高温地热影响隧道质量安全的技术问题。
5.本发明高地温隧道降温系统，包括埋设在隧道的初期支护与二次衬砌之间的冷却换热管道，所述冷却换热管道包括位于隧道顶部并沿隧道长度方向延伸的第一纵管、位于隧道左侧下部并沿隧道长度方向延伸的第二纵管、位于隧道右侧下部并沿隧道长度方向延伸的第三纵管和沿隧道长度方向排列的若干根弧形管，弧形管的两端分别与第二纵管和第三纵管连接，弧形管的顶部与第一纵管连接；
6.所述高地温隧道降温系统还包括设置在隧道上方山体上用于收集雨水及山体流水的蓄水池，所述第一纵管的端部上连接有进口位于蓄水池中的进水管；
7.所述高地温隧道降温系统还包括设置在进水管下端的第一定时排水阀、与第二纵管的出口端连接的第二定时排水阀和与第三纵管的出口端连接的第三定时排水阀。
8.进一步，所述高地温隧道降温系统还包括用于检测隧道围岩温度的第一温度传感器、用于检测蓄水池水温的第二温度传感器和根据第一温度传感器及第二温度传感器检测到的数据数据调整第一定时排水阀、第二定时排水阀和第三定时排水阀的开关时间的控制器。
9.进一步，所述进水管上设置有自动排污过滤器。
10.进一步，所述的高地温隧道降温系统还包括与第二定时排水阀和第三定时排水阀的出口连接到排水汇集管和与排水汇集管连接的排水回收池。
11.进一步，所述的高地温隧道降温系统还包括设置在隧道进口侧的第一纵管端部上的进风管，所述进风管上设置有第一开关阀，隧道出口侧的第二纵管端部上设置有第二开关阀，隧道出口侧的第三纵管端部上设置有第三开关阀。
12.本发明的有益效果：
13.1、本发明高地温隧道降温系统，其通过设置的蓄水池收集雨水及山体流水，并通过第一定时排水阀、第二定时排水阀及第三定时排水阀控制冷却换热管道中冷却水自动更换，达到了利用雨水及山体流水对隧道围岩及隧道结构进行自动降温的目的，有利于延长隧道结构使用寿命，并提高了自然水资源的利用率。本发明高地温隧道降温系统仅定时排
水阀门等少量设备需要消耗电能，能耗极低，节能环保性极好。
14.2、本发明高地温隧道降温系统，其通过设置排水回收池对冷却换热管道排出的热水进行收集，使得收集的热水可进行二次开发利用，能进一步提高雨水及山体流水等水资源的利用率。
15.3、本发明高地温隧道降温系统，其蓄水池在水量不足的情况下，还可将车流运动产生的风流引入冷却换热管道，利用风流对隧道围岩及隧道结构进行降温。
附图说明
16.图1为高地温隧道降温系统的设置在隧道中的示意图；
17.图2为高地温隧道降温系统的结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
19.如图所示，本实施例中高地温隧道降温系统包括埋设在隧道的初期支护与二次衬砌之间的冷却换热管道，所述冷却换热管道包括位于隧道顶部并沿隧道长度方向延伸的第一纵管1、位于隧道左侧下部并沿隧道长度方向延伸的第二纵管2、位于隧道右侧下部并沿隧道长度方向延伸的第三纵管3和沿隧道长度方向排列的若干根弧形管4，弧形管的两端分别与第二纵管和第三纵管连接，弧形管的顶部与第一纵管连接。
20.所述高地温隧道降温系统还包括设置在隧道上方山体上用于收集雨水及山体流水的蓄水池5，所述第一纵管的端部上连接有进口位于蓄水池中的进水管6。
21.所述高地温隧道降温系统还包括设置在进水管下端的第一定时排水阀7、与第二纵管的出口端连接的第二定时排水阀8和与第三纵管的出口端连接的第三定时排水阀9。
22.本实施例中高地温隧道降温系统，其通过设置的蓄水池收集雨水及山体流水，开启第一定时排水阀将收集的池水排入冷却换热管道。在经过设定的换热时间后，关闭第一定时排水阀，再开启第二定时排水阀及第三定时排水阀，即将吸热后的热水排出；排水后关闭第二定时排水阀及第三定时排水阀，再开启第一定时排水阀将蓄水池中的水引入冷却换热管道。在具体实施中，第二定时排水阀及第三定时排水阀的开启时长可根据其流量及冷却换热管道的容积确定，同时其开启时长也是第一定时排水阀的关闭时长，到达该时长时第一定时排水阀自动开启；第二定时排水阀及第三定时排水阀的关闭时长由预估的换热时长确定，到达该时长时第二定时排水阀及第三定时排水阀自动关闭。
23.本实施例中高地温隧道降温系统利用雨水及山体流水对隧道围岩及隧道结构进行自动降温的目的，有利于延长隧道结构使用寿命，并提高了自然水资源的利用率。且本实施例中高地温隧道降温系统仅定时排水阀门需要消耗少量电能，能耗极低，节能环保性极好。
24.作为对上述实施例的改进，所述的高地温隧道降温系统还包括用于检测隧道围岩温度的第一温度传感器、用于检测蓄水池水温的第二温度传感器和根据第一温度传感器及第二温度传感器检测到的数据数据调整第一定时排水阀、第二定时排水阀和第三定时排水阀的开关时间的控制器。在具体实施中，根据第一温度传感器的检测温度可以设定冷却换热管道内冷却水的最终升温温度，根据冷却水的最终升温温度、第一温度传感器检测到的
冷却水初始温度及冷却换热管道的容积，能计算得到冷却换热管道内冷却水的升温时间，该升温时间即可作为第二定时排水阀及第三定时排水阀的关闭时长。本改进使得可根据实际情况较准确的确定第一定时排水阀7、第二定时排水阀8和第三定时排水阀9的开关时间，能进一步提高隧道降温效果，并提高冷却水的利用效率。
25.作为对上述实施例的改进，所述进水管上设置有自动排污过滤器10，设置自动排污过滤器有利于延长冷却换热管道的使用寿命，避免污物影响冷却换热管道的换热效率。
26.作为对上述实施例的改进，所述的高地温隧道降温系统还包括与第二定时排水阀和第三定时排水阀的出口连接到排水汇集管11和与排水汇集管连接的排水回收池12。本改进通过设置排水回收池对冷却换热管道排出的热水进行收集，使得收集的热水可进行二次开发利用，如可将热水供给居民或作为温泉用水，能进一步提高雨水及山体流水等水资源的利用率。
27.作为对上述实施例的改进，所述的高地温隧道降温系统还包括设置在隧道进口侧的第一纵管端部上的进风管13，所述进风管上设置有第一开关阀14，隧道出口侧的第二纵管端部上设置有第二开关阀15，隧道出口侧的第三纵管端部上设置有第三开关阀16。本改进高地温隧道降温系统，其在蓄水池水量不足的情况下，还可将车流运动产生的风流引入冷却换热管道，利用风流对隧道围岩及隧道结构进行降温。
28.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。