高海拔寒区隧道主动保温系统加热功率的计算分析

作     者：杨文东 夏杰 谢全敏 YANG Wendong;XIA Jie;XIE Quanmin

作者机构：武汉理工大学土木工程与建筑学院 

出 版 物：《水利水电技术》 (Water Resources and Hydropower Engineering)

年 卷 期：2019年第50卷第7期

页      面：99-104页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51779197) 西藏自治区重点科研项目(2016XZ01G31) 

主　　题：高海拔寒区 主动保温系统 解析解 叠加原理 

摘      要：为解决高海拔寒区隧道仅仅依靠保温层还不足以防止隧道洞口段产生冻害的问题,将主动加热系统作为保温层的补充保温措施应用于西藏米拉山隧道。主动加热系统由布设于二次衬砌和保温层之间的电加热带和隧道洞外的太阳能发电系统组成,可用于严寒时期隧道洞口段衬砌的防冻保温。建立考虑隧道衬砌和热源的隧道洞口段围岩传热模型,运用叠加原理得到洞口段围岩温度场解析解。运用反演法来计算洞口段围岩的热物性参数。计算结果表明:在米拉山隧道中,电加热系统的铺设范围建议为0~330 m,其中0~100 m范围的电加热系统的运行功率建议为152 W/m 2,100~200 m范围内的电加热系统功率建议为131 W/m 2,200~330 m范围内的电加热系统功率建议为107 W/m^2,将得到的理论解与试验结果对比,其精度满足工程应用要求。研究成果可为类似高海拔寒区隧道电加热系统的设计与施工提供理论上的指导。