基于能源桩的城市隧道路面融雪防结冰技术探究

为解决传统融雪除冰方式效率低、后处理、融雪不彻底甚至存在污染的难点,研究地下工程浅层地热利用技术,提出利用隧道桩提取浅层地热能进行路面防结冰的系统原理及运行理论。结合清凉门隧道工程进行城市隧道地热防结冰系统的设计,通过数值模拟分析系统换热性能、路面下埋管的力学特性以及系统运行效果。结果表明:1)利用隧道桩埋管换热能够满足隧道敞开段路面冬季的防结冰需求;2)在换热管下部采取相应的隔温措施,能够有效地降低路面下的拉压应力,同时还能够降低热量向路基下方的热损失,提高能源利用效率;3)在南京地区,相比于碳纤维电缆加热法防结冰技术,城市隧道桩基础地热防结冰技术每年能够节省约60%的运营电费,节能效果显著。