寒区公路隧道洞口的冻害防治系统的制作方法

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1.本实用新型涉及寒区公路隧道洞口冻害防治技术领域，尤其涉及一种寒区公路隧道洞口的冻害防治系统。

背景技术：

2.隧道冻害是指寒冷地区和严寒地区的隧道内水泥和围岩积水冻结，引起隧道拱部挂冰、边墙结冰、衬砌胀裂等。
3.相关技术中，常使用隔热法以防治寒区公路隧道的冻害，隔热法是在衬砌表面或初期支护与二次衬砌之间设隔热材料，使围岩的热量在冬季不逸出隧道衬砌，并保持隔热材料的表面在冰点以上，从而防止冻害的发生。
4.但是，仅在衬砌表面或初期支护与二次衬砌之间设隔热材料的方式，隧道的内部空间仍处于寒冷环境内，冻害防治效果不佳，无法从根本上解决隧道拱部挂冰、边墙结冰、衬砌胀裂的问题。

技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于：提供一种寒区公路隧道洞口的冻害防治系统，旨在解决现有技术中仅在衬砌表面或初期支护与二次衬砌之间设隔热材料的方式，隧道的内部空间任处于寒冷环境内，冻害防治效果不佳，无法从根本上解决隧道拱部挂冰、边墙结冰、衬砌胀裂的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.本实用新型提供了一种寒区公路隧道洞口的冻害防治系统，包括：
8.隧道拱圈，所述隧道拱圈的内侧限定出隧道洞口，所述隧道拱圈的外侧形成有洞门，所述洞门靠近所述隧道洞口处沿竖向形成有安装槽；
9.固定结构，所述固定结构设置于所述安装槽的槽壁；
10.风幕机，所述风幕机安装于所述固定结构，所述风幕机的进风口连通有风箱，所述风幕机的出风口朝向所述隧道洞口设置，所述风箱内设置有加热装置；以及，
11.防护件，所述防护件设置于所述隧道拱圈，所述防护件覆盖于所述风幕机的顶侧。
12.可选地，上述寒区公路隧道洞口的冻害防治系统中，所述安装槽的数量为两个，两个所述安装槽相对且间隔设置于所述隧道洞口的两侧，两个所述安装槽中均设置有所述风幕机，两个所述风幕机的出风口相向设置。
13.可选地，上述寒区公路隧道洞口的冻害防治系统中，所述风幕机的出风口呈窄长型，所述风幕机的出风口的宽度为a，5cm≤a≤10cm。
14.可选地，上述寒区公路隧道洞口的冻害防治系统中，所述出风口相对所述洞门倾斜设置，所述出风口朝向所述隧道洞口的一侧与所述洞门之间的夹角为b，5
°
≤b≤10
°
。
15.可选地，上述寒区公路隧道洞口的冻害防治系统中，所述安装槽的深度方向与所述隧道的延伸方向一致，所述安装槽的深度为c，40cm≤c≤80cm。
16.可选地，上述寒区公路隧道洞口的冻害防治系统中，所述风幕机设置有进风口的一端嵌设于所述安装槽中，所述风幕机嵌入所述安装槽中的深度大于或等于所述风幕机未嵌入所述安装槽中的深度。
17.可选地，上述寒区公路隧道洞口的冻害防治系统中，所述安装槽底部的宽度大于所述安装槽顶部的宽度。
18.可选地，上述寒区公路隧道洞口的冻害防治系统中，所述寒区公路隧道包括混凝土路面，所述混凝土路面形成所述安装槽的槽底壁，所述风幕机的底侧安装于所述混凝土路面。
19.可选地，上述寒区公路隧道洞口的冻害防治系统中，所述安装槽包括槽底壁以及围合于所述槽底壁周缘的槽侧壁，所述固定结构包括：
20.纵向植筋，所述纵向植筋植入并连接于所述安装槽的槽侧壁；
21.横向固定筋，所述纵向植筋上连接有所述横向固定筋；以及，
22.竖向连接筋，所述纵向植筋与所述横向固定筋之间连接有竖向连接筋；
23.其中，所述纵向植筋、所述横向固定筋和所述竖向连接筋在所述安装槽中围合形成安装位，所述风幕机安装于所述安装位中。
24.可选地，上述寒区公路隧道洞口的冻害防治系统中，所述寒区公路隧道包括端墙，所述固定结构包括：
25.预留纵向钢筋，所述预留纵向钢筋设置于所述端墙，所述预留纵向钢筋的延伸方向与所述安装槽的深度方向一致；
26.横向固定筋，所述预留纵向钢筋上连接有所述横向固定筋；以及，
27.竖向连接筋，所述预留纵向钢筋与所述横向固定筋之间连接有竖向连接筋；
28.其中，所述预留纵向钢筋、所述横向固定筋和所述竖向连接筋在所述安装槽中围合形成安装位，所述风幕机安装于所述安装位中。
29.本实用新型提供的上述一个或多个技术方案，可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果：
30.本实用新型提出的一种寒区公路隧道洞口的冻害防治系统，通过在隧道洞门预留安装槽后，在安装槽中安装风幕系统，风幕系统还可对风幕进行加热，以使风幕具有高于环境温度的热量，使得隧道内的空气在接触风幕后能够携带部分热量，更利于对隧道内的结构进行保温，防止隧道内产生冻害，风幕系统利于维护维修管理，更利于保障隧道冻害防治效果，并且，风幕系统位于隧道洞口的进风处，风幕机产生的片状风幕将隧道洞口的进风处覆盖，以将隧道洞口的内外进行分隔，将相关技术中仅在衬砌表面或初期支护与二次衬砌之间设隔热材料的被动防护，转换为阻隔隧道洞口外部的冷空气进入隧道中，避免冷空气进入隧道内而形成冻害的主动防护，防止隧道的内部空间处于寒冷环境内，提升冻害防治效果，并从根本上解决隧道拱部挂冰、边墙结冰、衬砌胀裂的问题。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提
下，还可以根据提供的这些附图获得其他的附图。
32.图1为本实用新型寒区公路隧道洞口的冻害防治系统的整体结构示意图；
33.图2为本实用新型涉及的端墙的结构示意图；
34.图3为本实用新型涉及的风幕机的结构示意图；
35.图4为本实用新型涉及的固定结构的结构示意图；
36.图5为本实用新型涉及的安装槽的俯视结构示意图；
37.图6为本实用新型涉及的风幕机的安装结构俯视示意图。
38.标号名称标号名称100隧道洞门200隧道拱圈300防护件400风幕机500安装槽600固定结构610纵向植筋620横向固定筋630竖向连接筋700控制器410出风口800隧道洞口110端墙
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39.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
40.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.需要说明，
42.在本实用新型实施例中，所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变，则该方向性指示也相应地随之改变。
43.在本实用新型中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。
44.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通，也可以是两个元件的相互作用关系。
45.在本实用新型中，若有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特
征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
46.在本实用新型中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“组件”、“件”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
47.对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。另外，各个实施例的技术方案可以相互结合，但是，是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
48.下面结合一些具体实施方式进一步阐述本实用新型的实用新型构思。
49.本实用新型提出一种寒区公路隧道洞口的冻害防治系统。
50.参照图1、图2、图3、图5和图6，图1为本实用新型寒区公路隧道洞口的冻害防治系统的整体结构示意图；图2为本实用新型涉及的端墙的结构示意图；图3为本实用新型涉及的风幕机的结构示意图；图5为本实用新型涉及的安装槽的俯视结构示意图；图6为本实用新型涉及的风幕机的安装结构俯视示意图。
51.在本实用新型一实施例中，如图1、图2、图3、图5和图6所示，一种寒区公路隧道洞口800的冻害防治系统包括隧道拱圈200、固定结构600，隧道拱圈200的内侧限定出隧道洞口800，隧道拱圈200的外侧形成有洞门、风幕机400和防护件300，洞门靠近隧道洞口800处沿竖向形成有安装槽500；固定结构600设置于安装槽500的槽壁；风幕机400安装于固定结构600，风幕机400的进风口连通有风箱，风幕机400的出风口410朝向隧道洞口800设置，风箱内设置有加热装置；以及，防护件300设置于隧道拱圈200，防护件300覆盖于风幕机400的顶侧。
52.为便于理解，下面示出一具体实施方式：
53.隧道拱圈200与混凝土路面共同围合形成隧道洞口800，在隧道拱圈200的外围砌筑隧道洞门100以将隧道洞口800的外周缘包覆，隧道洞门100为端墙110式洞门，在隧道拱圈200的上部设置有防护件300，防护件300为雨雪遮棚，雨雪遮棚呈弧形，在雨雪遮棚的下方设置有安装槽500，安装槽500从隧道洞门100的一侧沿隧道的延伸方向凹陷形成于隧道洞门100且安装槽500沿竖向设置，安装槽500的槽壁设置有固定结构600，风幕机400设置于固定结构600中，以将风幕机400嵌入设置于安装槽500内，风幕机400的出风口410朝向隧道洞口800设置，且风幕机400的进风口连通有风箱，风箱内设置有加热装置，风幕机400将经风箱加热后的空气从出风口410吹出，以形成覆盖于隧道洞口800的风幕。
54.本实用新型技术方案通过在隧道洞门100预留安装槽500后，在安装槽500中安装风幕系统，风幕系统还可对风幕进行加热，以使风幕具有高于环境温度的热量，使得隧道内的空气在接触风幕后能够携带部分热量，更利于对隧道内的结构进行保温，防止隧道内产生冻害，风幕系统利于维护维修管理，更利于保障隧道冻害防治效果，并且，风幕系统位于隧道洞口800的进风处，风幕机400产生的片状风幕将隧道洞口800的进风处覆盖，以将隧道洞口800的内外进行分隔，将相关技术中仅在衬砌表面或初期支护与二次衬砌之间设隔热材料的被动防护，转换为阻隔隧道洞口800外部的冷空气进入隧道中，避免冷空气进入隧道内而形成冻害的主动防护，防止隧道的内部空间处于寒冷环境内，提升冻害防治效果，并从根本上解决隧道拱部挂冰、边墙结冰、衬砌胀裂的问题。
55.在一实施例中，安装槽500的数量为两个，两个安装槽500相对且间隔设置于隧道洞口800的两侧，两个安装槽500中均设置有风幕机400，两个风幕机400的出风口410相向设置。
56.可以理解是，当风幕机400将空气吹出后，由于离风幕机400出风口410的距离越远，风幕的强度是递减的，因此，在隧道洞口800的两侧分别设置风幕机400，且使得两个风幕机400的出风口410相向设置，以提高覆盖于隧道洞口800处风幕的强度，提升隧道保温效果，更利于对隧道的冻害进行防治。
57.在一实施例中，风幕机400的出风口410呈窄长型，风幕机400的出风口410的宽度为a，5cm≤a≤10cm。
58.具体而言，风幕机400的进风口位于安装槽500的外侧，两侧风幕机400的出风口410呈小角度对吹，在隧道洞口800形成风幕，由于风幕机400的出风口410呈窄长型，因此，风幕机400吹出形成风幕的风压较大，风幕将隧道洞口800的内外分隔，防止隧道洞口800外侧的冷空气侵袭隧道内部，且不会影响过往进入隧道车辆的正常通过。
59.安装槽500的深度方向与隧道的延伸方向一致，安装槽500的深度为c，40cm≤c≤80cm。
60.在一实施例中，出风口410相对洞门倾斜设置，出风口410朝向隧道洞口800的一侧与洞门之间的夹角为b，5
°
≤b≤10
°
。
61.由于风幕机400的出风口410与洞门之间的夹角为b，5
°
≤b≤10
°
，在隧道洞口800外侧的冷风触碰到风幕时，防止被冷风混合后的风幕被带入隧道内，进一步的提升了隧道的冻害防治效果。
62.在一实施例中，风幕机400设置有进风口的一端嵌设于安装槽500中，风幕机400嵌入安装槽500中的深度大于或等于风幕机400未嵌入安装槽500中的深度。
63.具体而言，安装槽500的高度与隧道拱圈200顶部近似，其宽度约为1m，略大于风幕机400的宽度，安装槽500延隧道延伸方向延伸的深度约为40～80cm，以使风幕机400自身1/2以上能够嵌入安装槽500内，保证风幕机400的稳定性，提升风幕机400的实际使用效果。
64.在一实施例中，安装槽500底部的宽度大于安装槽500顶部的宽度。
65.具体而言，隧道洞门100两侧有预留竖向安装槽500，其底部略宽于上部，便于风幕机400底部与混凝土地面进行螺栓固定，即便于风幕机400的安装。
66.在一实施例中，寒区公路隧道包括混凝土路面，混凝土路面形成安装槽500的槽底壁，风幕机400的底侧安装于混凝土路面。
67.具体而言，风幕机400的竖向高度略小于风幕安装槽500，风幕机400的机体采用固定结构600进行固定，风幕机400底部采用螺栓固定于混凝土地面。
68.继续参照图1、图2、图3、图5和图6，并参展图4，图4为本实用新型涉及的固定结构的结构示意图。
69.在本实用新型一实施例中，如图1至图6所示，安装槽500包括槽底壁以及围合于槽底壁周缘的槽侧壁，固定结构600包括：纵向植筋610，纵向植筋610植入并连接于安装槽500的槽侧壁；横向固定筋620，纵向植筋610上连接有横向固定筋620；以及，竖向连接筋630，纵向植筋610与横向固定筋620之间连接有竖向连接筋630；其中，纵向植筋610、横向固定筋620和竖向连接筋630在安装槽500中围合形成安装位，风幕机400安装于安装位中。
70.具体而言，风幕机400可以由若干个小风幕机竖向连接构成，小风幕机的高度与纵向植筋610及横向固定筋620的竖向间距匹配，可减少固定结构600对风幕机400出风的进风及出风的影响。
71.在一实施例中，寒区公路隧道包括端墙110，固定结构600包括：预留纵向钢筋，预留纵向钢筋设置于端墙110，预留纵向钢筋的延伸方向与安装槽500的深度方向一致；横向固定筋620，预留纵向钢筋上连接有横向固定筋620；以及，竖向连接筋630，预留纵向钢筋与横向固定筋620之间连接有竖向连接筋630；其中，预留纵向钢筋、横向固定筋620和竖向连接筋630在安装槽500中围合形成安装位，风幕机400安装于安装位中。
72.具体而言，固定装置结构中的纵向植筋610可通过向隧道洞门100端墙110上进行植筋，或隧道洞门100的端墙110施工时预留纵向钢筋实现，确保纵向植筋610的牢固性；横向固定筋620与纵向植筋610可采用焊接或者机械连接；竖向连接筋630采用焊接形式与横向固定筋620及纵向植筋610连接。
73.在本实施例以及其他实施例中，为节约能耗，风幕机400可选择性的具有加热功能，即吸进的冷风在箱体内部升温5～10℃，风幕机400连接有控制器700，控制器700连接有环境测试器，当环境温度低于0℃时，风幕机400自动开启。
74.需要说明，上述本实用新型实施例序号仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上实施例仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：

1.一种寒区公路隧道洞口的冻害防治系统，其特征在于，包括：隧道拱圈，所述隧道拱圈的内侧限定出隧道洞口，所述隧道拱圈的外侧形成有洞门，所述洞门靠近所述隧道洞口处沿竖向形成有安装槽；固定结构，所述固定结构设置于所述安装槽的槽壁；风幕机，所述风幕机安装于所述固定结构，所述风幕机的进风口连通有风箱，所述风幕机的出风口朝向所述隧道洞口设置，所述风箱内设置有加热装置；以及，防护件，所述防护件设置于所述隧道拱圈，所述防护件覆盖于所述风幕机的顶侧。2.如权利要求1所述的寒区公路隧道洞口的冻害防治系统，其特征在于，所述安装槽的数量为两个，两个所述安装槽相对且间隔设置于所述隧道洞口的两侧，两个所述安装槽中均设置有所述风幕机，两个所述风幕机的出风口相向设置。3.如权利要求2所述的寒区公路隧道洞口的冻害防治系统，其特征在于，所述风幕机的出风口呈窄长型，所述风幕机的出风口的宽度为a，5cm≤a≤10cm。4.如权利要求3所述的寒区公路隧道洞口的冻害防治系统，其特征在于，所述出风口相对所述洞门倾斜设置，所述出风口朝向所述隧道洞口的一侧与所述洞门之间的夹角为b，5
°
≤b≤10
°
。5.如权利要求4所述的寒区公路隧道洞口的冻害防治系统，其特征在于，所述安装槽的深度方向与所述隧道的延伸方向一致，所述安装槽的深度为c，40cm≤c≤80cm。6.如权利要求1至5任一项所述的寒区公路隧道洞口的冻害防治系统，其特征在于，所述风幕机设置有进风口的一端嵌设于所述安装槽中，所述风幕机嵌入所述安装槽中的深度大于或等于所述风幕机未嵌入所述安装槽中的深度。7.如权利要求1至5任一项所述的寒区公路隧道洞口的冻害防治系统，其特征在于，所述安装槽底部的宽度大于所述安装槽顶部的宽度。8.如权利要求1至5任一项所述的寒区公路隧道洞口的冻害防治系统，其特征在于，所述寒区公路隧道包括混凝土路面，所述混凝土路面形成所述安装槽的槽底壁，所述风幕机的底侧安装于所述混凝土路面。9.如权利要求1至5任一项所述的寒区公路隧道洞口的冻害防治系统，其特征在于，所述安装槽包括槽底壁以及围合于所述槽底壁周缘的槽侧壁，所述固定结构包括：纵向植筋，所述纵向植筋植入并连接于所述安装槽的槽侧壁；横向固定筋，所述纵向植筋上连接有所述横向固定筋；以及，竖向连接筋，所述纵向植筋与所述横向固定筋之间连接有竖向连接筋；其中，所述纵向植筋、所述横向固定筋和所述竖向连接筋在所述安装槽中围合形成安装位，所述风幕机安装于所述安装位中。10.如权利要求1至5任一项所述的寒区公路隧道洞口的冻害防治系统，其特征在于，所述寒区公路隧道包括端墙，所述固定结构包括：预留纵向钢筋，所述预留纵向钢筋设置于所述端墙，所述预留纵向钢筋的延伸方向与所述安装槽的深度方向一致；横向固定筋，所述预留纵向钢筋上连接有所述横向固定筋；以及，竖向连接筋，所述预留纵向钢筋与所述横向固定筋之间连接有竖向连接筋；其中，所述预留纵向钢筋、所述横向固定筋和所述竖向连接筋在所述安装槽中围合形
成安装位，所述风幕机安装于所述安装位中。

技术总结

本实用新型公开了一种寒区公路隧道洞口的冻害防治系统，包括：隧道拱圈，所述隧道拱圈的内侧限定出隧道洞口，所述隧道拱圈的外侧形成有洞门，所述洞门靠近所述隧道洞口处沿竖向形成有安装槽；固定结构，所述固定结构设置于所述安装槽的槽壁；风幕机，所述风幕机安装于所述固定结构，所述风幕机的进风口连通有风箱，所述风幕机的出风口朝向所述隧道洞口设置，所述风箱内设置有加热装置；以及，防护件，所述防护件设置于所述隧道拱圈。本实用新型通过风幕机，将加热后的空气吹向隧道洞口，在隧道洞口处形成具有温度的风幕，将隧道内的空气与隧道洞口外的空气进行分隔，以对隧道的内部进行保温，提升了隧道施工效率，降低了冻害防治成本。治成本。治成本。