利用热管技术和地源热泵技术防治隧道冻害的研究

近年我国寒区隧道数量不断增加,而目前隧道冻害整治措施中的保温防寒等被动性措施效果不理想,因此研发高效、节能、环保的主动工程措施显得十分必要。对利用自然能源加热隧道衬砌的热管技术和地源热泵技术的原理及其在防治寒区隧道冻害的应用进行研究,并提供了若干国内外工程实例。建议交通工程管理部门就热管技术和地源热泵技术防治隧道冻害方面进行技术研发,形成定型新产品,制定生产安装维护技术规范,推广应用。     

大坂山隧道保温防寒系统的施工技术

为解决了于青藏高寒区的大坂山隧道的冻害难题，采用由纵向透水排水管，防寒泄水洞，等新技术，新工艺，新材料组成的全封闭排水、防水，保温结构，文章重点介绍了大坂山隧保温系统施工工艺和施工保障措施。     

寒冷及严寒地区铁路隧道防排水设计探讨

研究目的:我国寒冷及严寒地区已建成的隧道存在渗漏水影响造成的仰拱翻浆冒泥、衬砌开裂、底鼓甚至侵限等一系列病害.通过对东北地区既有铁路隧道防排水技术现状及运营维护状况进行的调研,分析严寒及寒冷地区防排水设计、施工和运营中存在的问题,指出防排水设计技术需要不断提升水平,从而简化运营维护及保证行车安全.研究结论:结合拟建及在建隧道的防排水设计、施工中存在的实际问题以及新工艺、新材料的实用,总结出保温水沟、中心深埋水沟、防寒泄水洞以及保温盲沟等保温排水的设计应优先采用新型保温材料,减少施工工序以及减低施工难度,以充分解决寒冷及严寒地区隧道的冻害问题.     

电伴热系统在浩吉铁路隧道冻结防治中的应用

隧道穿越寒冷、严寒地区,在含水环境下易发生冻结现象,严重威胁行车安全。随着我国寒区隧道的大规模建设,寒区隧道冻结防控大多采用“防、排、保温结合”的方式,保温排水系统设计包含侧沟式或中心埋置式保温水沟、中心深埋水沟、防寒泄水洞等方式。以浩吉铁路寒区隧道为例,在前期既有聚氨酯保温侧沟措施下,结合现场出现的侧沟冻结、仰拱填充层积水积冰等问题,采用在侧沟、填充层中央排水槽设置电伴热系统加热,在洞外排水暗管内设置加热电缆等保温措施,解决积冰冻害问题,确保列车运营安全。     

高寒隧道风水辅助系统

高原严寒地区隧道高压风、高压水辅助系统不同于一般地区.针对青藏高原气候严寒的特点,采用洞内压力水箱供水和完善的系统防寒保温体系,保障了施工高压风和高压水的正常供给,保证了施工正常运行.     

寒冷地区特长铁路隧道侧沟冻害整治措施研究

在寒冷和严寒地区受气候的影响,铁路隧道极易产生水沟冻结,进而引起电缆槽和道床结冰,影响行车安全。文章从张唐铁路赤城隧道水沟冻结产生的原因进行多方面分析,研究提出侧沟冻害整治方案,经过工程实践验证,证明整治方案可行、有效;根据现行铁路隧道设计标准,提出寒冷地区铁路隧道防寒保温系统设计。     

严寒地区高铁隧道全包防水设计

由于高速铁路列车运行速度较高,对隧道安全使用功能要求也相应提高。严寒地区高铁隧道的渗漏水、挂冰等病害,一直是困扰东北铁路运营部门的难题。防止全包防水型隧道后期渗漏水是目前铁路隧道建设的重点研究内容。介绍哈牡客专爱民隧道全包防水设计系统,并总结分析隧道运营后的实施效果,可为严寒地区高铁隧道的防寒保温及全包防水设计提供参考。     

当金山隧道防寒泄水洞适宜埋设位置数值分析

寒区隧道防寒泄水洞是避免隧道产生冻害的主要措施之一,对隧道的正常使用以及工程造价具有较大的影响;确定当金山隧道防寒泄水洞适宜埋设位置将成为工程施工过程中的重点及难点。利用MIDAS/GTS有限元软件,基于防寒泄水洞与主隧道不同竖向净距及水平净距条件下,从位移、应力及衬砌截面安全系数几方面的变化规律,对主隧道、平导及防寒泄水洞三者布置之间的相互影响进行数值分析。通过对比研究以及综合考虑隧址区最大冻结深度、安全经济要求以及结构影响等因素,最终得出当金山隧道防寒泄水洞适宜埋设位置即位于主隧道下方5 m、左侧19 m处。     

寒区隧道温度场分布规律及保温层适应性研究

为了研究寒区隧道的防寒保温设计问题,采用数值分析方法探讨不同外界气温、围岩地温以及有无保温层等条件下寒区隧道温度场的分布规律和保温层适应性研究,并采用叠加原理、分离变量法和贝塞尔特征函数建立列车风影响下寒区隧道温度场的计算模型,分析有无列车运行条件下寒区隧道温度场的变化规律。研究结果表明:由于二衬后出现负温分布对隧道衬砌结构安全性影响较大,因此建议将二衬后不出现负温分布作为寒区隧道保温措施的控制指标;在不考虑列车风影响条件下,保温层法最佳适用于最冷月平均气温为-2~-15℃的地区,当最冷月平均气温低于-15℃、围岩地温低于5℃时,保温层法应与主动保温措施相结合;当列车运行速度为300km/h、运行间隔为30 min时,通车与不通车相比隧道洞内中间位置平均气温下降约1.22℃,二衬后沿隧道进深方向出现负温的距离约增加36.8%。     

高海拔寒区铁路隧道保温排水技术研究

针对处于高海拔寒区的川藏铁路隧道的保温排水问题,本文总结了国内多行业的寒区分类以及国内外寒区隧道保温排水技术现状,通过调研高纬度寒区铁路隧道的冻害情况,分析了高纬度寒区铁路隧道按最冷月平均气温和年平均气温的设计分区方法。结合川藏铁路工程特点,提出了川藏铁路高海拔寒区隧道设计分区和保温排水设施的设防标准建议,同时分析了各类保温排水设施的适用条件。结果表明:(1)川藏铁路高海拔寒区隧道按年平均气温和最冷月平均气温可划分为3个设计分区;(2)高海拔寒区隧道洞口段的排水沟槽设计,可结合工点特点,按设计分区采用不同的保温长度和不同的结构形式;(3)保温排水沟的检查井及出水口宜采取保温措施。