高寒地区隧道排水设施防冻害的研究.pdf

隧道排水设施防冻害的研究研究的背景和目的当隧道穿越含水层、岩熔裂隙发育地段及地下丰富且埋深较浅时，就形成了隧道漏水根据漏水位置及大小，分为渗、淌、漏、冒几类冬季隧道内气温下降至0℃以下时，漏水地段多发生结冰现象有的结冰后封住了排水沟，结冰继续发展，侵入限界影响行车严重的会造成接触网连电，冰漫钢轨，损坏钢轨及配件，侧壁侵限，给行车安全带来重大危害为了能更好的防治隧道冻害，保证行车安全，我们在这方面的进行了研究，并提出设备的设计方案方案及功能：方案一：对于有通风设备的较长隧道较长隧道， 两端部各有一段长度能形成冻结圈，隧道排水设施如果在冻结圈内，冬季最容易发生冻结、冻塞现有较长隧道，都采用通风装置防止，而火车通过时的活塞效应和通风机吹入的大量冷空气使得冻结圈的长度增大，并使洞内温度降低，更易产生冻害所以为了防止隧道内温度过低，就要提高火车通过时进入隧道内空气的温度这样就需要在通风机和射流风机上加装加热装置，使得通风机送入隧道的风是热风， 射流风机形成热风幕保证火车的活塞效应带入的空气也是热的隧道冻害先在洞口处出现， 逐渐向洞内发展 所以在隧道两端部的排水设施处预埋加热装置， 并在洞口安装传感器， 当洞口温度降低到一定温度后，启动加热装置保证排水设施的畅通，防止发生冰塞。

技术及现状：1.在既有的通风机上加装热风管 （电加热管），保证风机送出热风；在洞口射流风机上加装热风管，形成热风幕保证火车活塞效应吸入的空气是热空气2.在洞口附近的排水设施内加装加热管，主要是在排水沟底部安装电加热管，直接对排水沟内进行加热，提高水温使得排水沟内的水不易结冰3.电加热器是专门将电能转化为热能的电器元件, 由于其价格便宜，使用方便 , 安装方便 , 无污染, 耐腐蚀、被广泛使用在各种加热场合, 最高使用温度长期250° C 以下，最低耐温-60° C电加热管的使用寿命都很长，一般设计使用寿命有射流风机送热风形成热风幕通风机向隧道内送热风射流风机送热风形成热风幕火车驶入隧道活塞效应大量吸入空气通风机向隧道内送热风10000多小时．4.在洞口附近安装温度传感器，通过传感器检测室外温度，当温度过低时，启动风机电加热器或者排水沟内电加热器现在温度传感器技术日趋成熟， 量程在 -50° C和+70° C之间精度可达± 0.5℃5.利用原有通风设备的PLC控制系统，来得到温度传感器数据和控制电加热管供电系统设备：1.风机设备上加装热风管；2.排水设施内安装电加热管；3.在隧道口安装温度传感器；方案二：无通风设备的隧道没有通风设备的隧道一般都比较短，空气在隧道内的流动性很强，所以隧道内的温度很低， 整条隧道内排水设施都的有可能形成结冰现象。

针对这种现象需要在整条隧道内加装加热装置，为了保证加热的效率和有效长度， 采用热风机直接向排水沟内吹热风和安装电加热管结合的方式 在隧道的暂避洞内安装小型热风机，把热风机的出风管直接接到隧道排水沟内， 向排水设施直接送热风加热， 并在热风机风出口附近的排水沟底部安装电加热管配合加热热风机可以把热空气送到排水沟内很远的距离，这样就保证了排水沟内的温度技术及现状：1.暂避洞内有电源可把热风机安装在暂避洞内，而且便于安装和维护2. 在通风口附近的排水沟内加装加热管，主要是在排水沟底部安装电加热管，直接对排水沟内进行加热3.在每个暂避洞上安装温度传感器，通过传感器检测隧道内局部温度，当温度过低时，启动风机电加热器或者排水沟内电加热器4. 配套传感器和加热设备安装单片机系统一套，用来采集温度数据和控制加热设备单片机的优点是检测过程程序化，标准化，自动化，体积小，功能全，性价比高设备：1.暂避洞内安装热风机，出风口在排水沟内；2.排水沟内安装电加热管；3.暂避洞附近安装温度传感器；4.单片机控制系统；。