本技术介绍了一种寒区隧道防冻害的太阳能风能增温挂铺系统及其应用方法。该系统由太阳能发电装置、风能发电装置、太阳能灶、挂铺滑轮装置和加热电缆管线组成,旨在通过太阳能灶与隧道的协同工作,有效提升隧道温度,防止冻害发生。
背景技术
越来越多的隧道工程修筑于寒区,寒区分布广泛,集中在高纬度、高海拔地区,工程建设与运营面临的冻融作用会造成衬砌冻损与胀裂、拱顶挂冰、排水系统冻结、道床积冰与胀裂、侧墙积冰开裂等病害,会对隧道结构造成严重的伤损、破坏,大大缩短其服役寿命。此外,若不及时解决衬砌结构上的积水挂冰,产生的冰柱、冰锥等还会侵入隧道限界,加之胀裂引起的掉块及道床冻害等,对行车及洞内人员安全带来重大隐患。
为提高寒区隧道的防冻保温能力,减少因冻融循环导致的工程病害问题,国内外学者进行了大量的研究工作。常规隧道冻害防控技术可分为被动防控与主动防控。被动防控措施主要通过设置防寒保温门、敷设保温隔热层等,主动防控措施有电伴热法、地源热泵法、空气幕保温法等。当下寒区隧道冻害防控措施以被动防控为主,施工工艺复杂,成本投入大,维护费用高。而主动防控措施中的电伴热法采用电伴热丝通电将电能转化为热能,传递给被加热体,达到系统需要的供暖、保温效果,通过散热使隧道防排水体系始终维持在正温状态,从而达到隧道防寒的目的,但这种方法耗能较大,尤其隧道长度较长时,隧道防寒的电伴热系统将消耗更多的电能;另外,隧道入口处和外界环境相通,电伴热系统对隧道入口处升温较慢,导致隧道入口处极易发生冻害。
实现思路