[发明专利]隧道掌子面相变蓄冷降温装置及方法

说明书

本发明涉及一种隧道掌子面相变蓄冷降温装置及方法，所述降温装置包括由固定台架和其上方的外包铁皮组成的箱体，箱体底部设置有车轮，为移动式洞内局部降温装置；箱体内部设置有相变蓄冷组件，箱体两端分别为进风口和出风口，进风口与相变蓄冷组件之间设置有风扇。本发明利用蓄能相变材料自身变化吸收洞内热量，辅以风扇提升降温效果，该装置环保、洞内用电量少、使用成本低，既有集中制冷的特点，又具有局部移动式降温的灵活性。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道掌子面相变蓄冷降温装置及方法。

背景技术

目前隧道建设穿越地质条件越来越复杂，埋深越来越大，长度越来越长，地温随着埋深加大而增加，因此在长大深埋隧道施工中势必会遇到高地温问题，将导致洞内温度升高，受热害影响使施工条件恶化，尤其会影响到施工人员身心健康，严重时会出现脱水、中暑等热生理反应，导致施工人员注意力不集中，工效降低，机械设备使用寿命降低，安全事故率上升，甚至对隧道结构产生不良影响。在寒冷地区修建隧道会遇到多年冻土地层，施工中机械设备散热以及混凝土施工水化热的散发，会使洞内温度增高，导致冻土融化，导致支护结构侵限，不仅使施工受阻，进度缓慢，还增加了拆换拱数量，导致工程费用急剧增加，因此在高地温热害隧道、多年冻土地区隧道均涉及到洞内温度控制难题，这也是施工中的急需解决的一个重要问题。目前隧道内降温方式主要采用加强通风、冰块物理降温、机械制冷等，一般情况下仅依靠加大通风量不能完全解决热害问题，常用的冰块降温，其影响范围较小（在其周围3m左右），降温效率总体不高，冰融化后会增加洞内排水量；采用机械制冷空调系统控温效果较好，但能耗大，运行成本高。总之，洞内制冷效果不理想、能耗大等仍是隧道降温面临的突出问题。

因此，如何选择合理的降温方式成为建设者必须面对的问题，需要采用有效、经济、过程可控的降温技术，保证洞内温度在可接受范围内，为隧道工作人员提供良好的作业环境，保证隧道施工人员进行的安全、正常施工。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道掌子面相变蓄冷降温装置及方法，该装置为局部移动式降温装置，利用蓄能相变材料自身变化吸收洞内热量，辅以风扇提升降温效果，且环保、洞内用电量少、使用成本低，移动灵活。

本发明所采用的技术方案为：

隧道掌子面相变蓄冷降温装置，其特征在于：

所述降温装置包括由固定台架和其上方的外包铁皮组成的箱体，箱体底部设置有车轮，为移动式洞内局部降温装置；

箱体内部设置有相变蓄冷组件，箱体两端分别为进风口和出风口，进风口与相变蓄冷组件之间设置有风扇。

相变蓄冷组件包括多个扁形塑料桶，扁形塑料桶内盛装有相变蓄冷材料；

扁形塑料桶顶部设置有液体相变材料注入口并加装有密封盖。

固定台架为平台，顶面并排平行设置有多道条形的预留槽，扁形塑料桶置于预留槽内。

固定台架的预留槽内设置有小滑轮，扁形塑料桶位于小滑轮之上。

扁形塑料桶底部设置有外包保护薄钢板。

出风口设置有横条状的可调叶片。

隧道掌子面相变蓄冷降温方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

将单组或多组降温装置移至工作面附近，拆下出风口，将盛装有相变蓄冷材料的扁形塑料桶放置在预留槽内小滑轮上推入，重新安装出风口，接通电源，启动风扇，调整出风口可调叶片方向，对工作面进行降温；

根据洞内温度调节风扇转速；当相变蓄冷材料吸热由固态变为液态后，卸下出风口，将扁形塑料桶抽出，装车拉至洞外重新放置冰箱内冷冻，将新的扁形塑料桶推入，安装出风口，继续对工作面降温。