本技術(shù)涉及隧道節(jié)能環(huán)保，具體涉及一種高地溫隧道側(cè)向洞室取熱裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著我國(guó)“交通強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略的實(shí)施以及西部大開(kāi)發(fā)的推進(jìn)，隧道建設(shè)正朝著高海拔地區(qū)延伸。由于圍巖溫度與隧道埋深呈正相關(guān)，高地溫情況普遍出現(xiàn)，且可能伴隨有高溫地下水活動(dòng)，隧道圍巖內(nèi)的地?zé)崮軆?chǔ)量可觀。

2、目前工程上大多將高地?zé)嵋暈橐环N隧道熱害，而很少關(guān)注到與熱害伴生的的地?zé)崮?。高地溫主要危害作用在施工階段，隨著襯砌和隔熱層的施作以及隧道內(nèi)的通風(fēng)冷卻作用，高地溫情況對(duì)隧道運(yùn)營(yíng)期鮮有影響。

3、隧道的建設(shè)期和運(yùn)營(yíng)期在全生命周期的占比取決于隧道的規(guī)模和復(fù)雜程度，但運(yùn)營(yíng)期通常占比在85％到95％之間，隧道運(yùn)營(yíng)期地?zé)崮芾镁哂杏绊懶?、可持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。

4、在隧道運(yùn)營(yíng)期有許多地?zé)崮芾脠?chǎng)景，例如隧道抗防凍、通風(fēng)設(shè)備加熱、運(yùn)營(yíng)設(shè)施加熱等，利用電能進(jìn)行加熱既不經(jīng)濟(jì)，也不符合我國(guó)綠色發(fā)展的理念。因此，對(duì)于存在高地溫?zé)岷Φ乃淼?，急需提出一種熱害利用方法，為隧道運(yùn)營(yíng)期提供長(zhǎng)效、穩(wěn)定、低碳的可遷移熱源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種高地溫隧道側(cè)向洞室取熱裝置，在隧道建設(shè)期預(yù)設(shè)取熱裝置，使其能在隧道運(yùn)營(yíng)期持續(xù)提供穩(wěn)定的熱源。

2、本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種高地溫隧道側(cè)向洞室取熱裝置，包括支撐架體和換熱管道；

4、所述換熱管道圍繞設(shè)置于所述支撐架體內(nèi)，并沿所述支撐架體高度方向依次排布有若干層；

5、所述支撐架體設(shè)置于所述側(cè)向洞室內(nèi)，且所述側(cè)向洞室內(nèi)部剩余空間被回填密實(shí)；

6、所述換熱管道的進(jìn)出口均穿出所述側(cè)向洞室洞口和外部的換熱器連接。

7、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中，隧道圍巖內(nèi)的地?zé)崮軆?chǔ)量可觀，但卻很少關(guān)注到與熱害伴生的的地?zé)崮?，而在隧道運(yùn)營(yíng)期有許多地?zé)崮芾脠?chǎng)景，例如隧道抗防凍、通風(fēng)設(shè)備加熱、運(yùn)營(yíng)設(shè)施加熱等，利用電能進(jìn)行加熱既不經(jīng)濟(jì)，也不符合我國(guó)綠色發(fā)展的理念的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種高地溫隧道側(cè)向洞室取熱裝置，采用本方案，通過(guò)在隧道內(nèi)側(cè)開(kāi)設(shè)側(cè)向洞室，并將換熱管道安裝在內(nèi)，隨后向側(cè)向洞室內(nèi)混凝土注漿回填密實(shí)，從而通過(guò)內(nèi)部的換熱管道和隧道地?zé)徇M(jìn)行換熱，將熱量取出使其能在隧道運(yùn)營(yíng)期持續(xù)提供穩(wěn)定的熱源；具體方案中，還包括有用于放置固定換熱管道的支撐架體，支撐架體整體位于側(cè)向洞室內(nèi)，設(shè)置支撐架體，在便于安裝換熱管道的同時(shí)，能將換熱管道依次彎折架設(shè)若干層，通過(guò)從下往上的依次排布，以便于能均勻換熱，即熱管采取層鋪的方式布設(shè)，從下往上層疊連通，每層熱管的管間距取0.6m，管路全長(zhǎng)380m，經(jīng)計(jì)算換熱器系統(tǒng)需要至少30m揚(yáng)程的水泵才可正常運(yùn)行；換取的熱量，通過(guò)換熱管道的進(jìn)出口輸出到外部的換熱器內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存，以便在隧道運(yùn)營(yíng)期持續(xù)提供穩(wěn)定的熱源。

8、更進(jìn)一步的方案，所述支撐架體由若干橫桿、縱桿和豎桿拼接而成，且所述支撐架體的尺寸和所述側(cè)向洞室內(nèi)部空間尺寸相適配；即支撐架體通過(guò)橫桿、縱桿和豎桿連接，能形成若干矩形框的架體，使換熱管道能沿橫向和縱向?qū)R依次排列，便于均勻換熱；另外，支撐架體的頂部高度和側(cè)向洞室高度相同，寬度與縱向長(zhǎng)度也相適配，即能穩(wěn)定安裝支撐架體，為換熱管道提供足夠的安裝位置。

9、更進(jìn)一步的方案，若干所述橫桿、縱桿和豎桿的交點(diǎn)位置處均設(shè)有用于固定所述換熱管道的連接件；其中連接件優(yōu)選為扎帶，通過(guò)扎帶綁扎連接。

10、更進(jìn)一步的方案，所述支撐架體底部帶有萬(wàn)向輪；便于支撐架體進(jìn)入到側(cè)向洞室內(nèi)。

11、更進(jìn)一步的方案，所述換熱管道的進(jìn)出口均通過(guò)連接管道和外部換熱器中的保溫水箱連接，形成循環(huán)回路；所述循環(huán)回路上設(shè)有水泵；其中換熱管道選取管徑40mm的pert地暖管，此類(lèi)地暖管設(shè)計(jì)承壓能力為0.8mpa，工作壓力一般為0.15～0.3mpa之間，注漿時(shí)考慮混凝土流動(dòng)性較好，可產(chǎn)生最大為0.1mpa的壓強(qiáng)；連通各層換熱管道，并接入水泵和水箱形成循環(huán)水回路，實(shí)現(xiàn)循環(huán)換熱。

12、更進(jìn)一步的方案，所述換熱管道的進(jìn)出口端部處均帶有水閥。

13、更進(jìn)一步的方案，還包括用于封閉所述側(cè)向洞室洞口的鋼制模板。

14、更進(jìn)一步的方案，所述鋼制模板上開(kāi)有澆筑孔以及用于供所述換熱管道進(jìn)出口穿出的鉆孔；即在安裝過(guò)程中，將換熱器端管、傳感器信號(hào)線、注漿管通過(guò)鋼制模板上的鉆孔以及注漿孔探出，用橡膠墊圈和之水膠做好鉆孔的密封工作，從而保障換熱系統(tǒng)密閉性良好。

15、更進(jìn)一步的方案，還包括設(shè)置于所述鋼制模板外側(cè)的反力架；設(shè)置反力架用于支撐鋼制模板，防止?jié)仓炷翂毫^(guò)大，推出鋼制模板。

16、更進(jìn)一步的方案，還包括若干溫度傳感器，若干所述溫度傳感器分別安裝在所述支撐架體上、側(cè)向洞室洞口以及隧道圍巖內(nèi)；通過(guò)若干傳感器依次檢測(cè)側(cè)向洞室內(nèi)、側(cè)向洞室洞口以及隧道圍巖內(nèi)部的溫度，便于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)洞室和圍巖的溫度場(chǎng)。

17、本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

18、1.本實(shí)用新型提供了一種高地溫隧道側(cè)向洞室取熱裝置，在隧道建設(shè)期預(yù)設(shè)取熱裝置，使其能在隧道運(yùn)營(yíng)期持續(xù)提供穩(wěn)定的熱源。

19、2.本實(shí)用新型提供了一種高地溫隧道側(cè)向洞室取熱裝置，支撐架體整體位于側(cè)向洞室內(nèi)，設(shè)置支撐架體，在便于安裝換熱管道的同時(shí)，能將換熱管道依次彎折架設(shè)若干層，通過(guò)從下往上的依次排布，以便于能均勻換熱。

技術(shù)特征：

1.一種高地溫隧道側(cè)向洞室取熱裝置，其特征在于，包括支撐架體（1）和換熱管道（2）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高地溫隧道側(cè)向洞室取熱裝置，其特征在于，所述支撐架體（1）由若干橫桿、縱桿和豎桿拼接而成，且所述支撐架體（1）的尺寸和所述側(cè)向洞室（3）內(nèi)部空間尺寸相適配。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高地溫隧道側(cè)向洞室取熱裝置，其特征在于，若干所述橫桿、縱桿和豎桿的交點(diǎn)位置處均設(shè)有用于固定所述換熱管道（2）的連接件。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高地溫隧道側(cè)向洞室取熱裝置，其特征在于，所述支撐架體（1）底部帶有萬(wàn)向輪。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高地溫隧道側(cè)向洞室取熱裝置，其特征在于，所述換熱管道（2）的進(jìn)出口均通過(guò)連接管道和外部換熱器中的保溫水箱（7）連接，形成循環(huán)回路；所述循環(huán)回路上設(shè)有水泵（8）。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高地溫隧道側(cè)向洞室取熱裝置，其特征在于，所述換熱管道（2）的進(jìn)出口端部處均帶有水閥（6）。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高地溫隧道側(cè)向洞室取熱裝置，其特征在于，還包括用于封閉所述側(cè)向洞室（3）洞口的鋼制模板（4）。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高地溫隧道側(cè)向洞室取熱裝置，其特征在于，所述鋼制模板（4）上開(kāi)有澆筑孔以及用于供所述換熱管道（2）進(jìn)出口穿出的鉆孔。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高地溫隧道側(cè)向洞室取熱裝置，其特征在于，還包括設(shè)置于所述鋼制模板（4）外側(cè)的反力架（5）。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高地溫隧道側(cè)向洞室取熱裝置，其特征在于，還包括若干溫度傳感器，若干所述溫度傳感器分別安裝在所述支撐架體（1）上、側(cè)向洞室（3）洞口以及隧道圍巖內(nèi)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了一種高地溫隧道側(cè)向洞室取熱裝置，包括支撐架體和換熱管道；所述換熱管道圍繞設(shè)置于所述支撐架體內(nèi)，并沿所述支撐架體高度方向依次排布有若干層；所述支撐架體設(shè)置于所述側(cè)向洞室內(nèi)，且所述側(cè)向洞室內(nèi)部剩余空間被回填密實(shí)；所述換熱管道的進(jìn)出口均穿出所述側(cè)向洞室洞口和外部的換熱器連接。本方案通過(guò)在隧道建設(shè)期預(yù)設(shè)取熱裝置，使其能在隧道運(yùn)營(yíng)期持續(xù)提供穩(wěn)定的熱源。

技術(shù)研發(fā)人員：劉琦,毛穗豐,張丹,劉智勇,曾艷華,龔鋮,張威,樊霖濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240429
技術(shù)公布日：2024/12/19