中国公路学报

作者：张瑶, 夏才初, 彭文波, 张建新, 胡云进

单位：1. 同济大学　地下建筑与工程系，上海　200092","2. 宁波大学　岩石力学研究所，浙江　宁波　315211","3. 宁波大学　宁波市能源地下结构重点实验室，浙江　宁波　315211","4. 中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北　武汉　430056","5. 新疆交通规划勘察设计研究院有限公司，新疆　乌鲁木齐　830022","6. 绍兴文理学院　土木工程学院，浙江　绍兴　312000

关键词：隧道工程,高寒隧道,隧道围岩蓄热型防冻系统,蓄热特性,防冻效果

<p>为经济有效解决高寒隧道冻害问题，提出一种新型隧道围岩蓄热型防冻系统，并将其应用于新疆乌尉高速天山胜利隧道洞口段围岩的蓄热和防冻。建立三维隧道围岩蓄热耦合传热模型，通过与现场蓄热热响应试验数据进行对比，证实了该系的统蓄热能力及模型可靠性；并在此基础上，研究该系统的围岩蓄热特性及其防冻效果，分析蓄热管入口温度、间距、运行状态对该系统隧道围岩蓄热量和防冻效果的影响。结果表明：当蓄热管入口温度为35 ℃，且蓄热运行60 d时，天山胜利隧道右线入口段全年不会发生冻害。随着入口温度的增加，围岩蓄热量和二衬背后温度均线性增加，且当蓄热入口温度增大到40 ℃时，该系统防冻效果提升了14.55%；蓄热管间距越小，越有利于隧道二衬背后温度提升和洞口段防冻，当蓄热管间距由0.46 m减小到0.3 m时，二衬背后温度由18.86 ℃增加至24.12 ℃，防冻效果显著提升了27.89%；蓄热间歇运行有利于提高蓄热系统效率，而蓄热运行持续时间越长，越有利于防冻。研究成果可为隧道围岩蓄热性防冻系统在高寒隧道的蓄热防冻应用提供理论方法及技术支持。</p>

来源：2024年第10期

《中国公路学报》期刊编辑部

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