冬季隧道出口结冰，隧道冻害
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|彭波驰俊德吉林省公路管理局出口/分享参考文献打印摘要：季冻地区隧道内温度分布对隧道开挖长度和深度同时敏感，且同一隧道不同地段温度分布也存在差异。 它改变。虽然受大气温度的影响，但隧道内的温度还受到水文地质和混凝土衬砌水化热的影响，因此隧道各段引起的病害也不同。隧道内温度场分析将为隧道后期病害防治提供有力指导。关键词：季节冻土区、公路隧道、温度场、
季节性冻土区是指受季节影响较大的地区，冬季地面结冰，春季解冻。日本季节性冻土面积约为513.7万平方公里，占全国国土面积的53.3%。季节性冻土的冻胀和融化特性对隧道工程影响较大，反复冻融会对隧道入口围岩和衬砌造成冻害，扰乱隧道正常运营，影响安全。研究隧道温度场季节变化和隧道沿线温度分布是隧道冻害研究的技术基础。国内外学者利用数值方法对围岩温度场分布进行了很多研究，但该系统的现场测量数据在隧道运营中尤为重要，受正常运营影响，这一点并不多见。测试安全性和测试成本数据稀缺。
本研究以板山隧道为工程背景，通过对隧道内外环境温度的现场测试，分析隧道温度场分布规律。
1 区域工程地质概况寒石岭隧道全长1262米，位于吉林省白山市省道S207惠三线（原长白线）上。 Vancillin 隧道于1999 年开通，是一条单孔双向公路隧道。板山岭隧道衬砌型式为：为以锚喷混凝土为初支护、内层模板混凝土为二次衬砌的复合衬砌结构，两衬砌层之间设有防水层，无设有隔热层。建设中。
由于半石岭隧道长期运营，缺乏保温层，隧道多处出现衬砌剥落、开裂、漏水、衬砌滴冰、结冰等冻害现象。这不仅对结构安全产生重大影响，而且对隧道内的交通安全也产生重大影响。
为了解隧道内温度场分布规律，2019年1月开始进行隧道内外环境温度测试。试验段沿隧道纵向布置，共23段（共20段），分别位于0 m、5 m、15 m、30 m、50 m、100 m、200 m、300 m、400 m处。距入口500m。距隧道入口的距离为3段：1297m、1397m、1497m。
使用TESTO174自动温度记录仪测试温度。 TESTO174温度记录仪采用NTC内置传感器，量程为-30至70，精度为0.5，分辨率为0.1，测量频率。 1分钟到24小时。设置自动温度采集频率为0.5小时/次。
2 历史气候条件韩石岭隧道所在地区属中温湿润大陆性季风气候区。年平均气温4.2。该地区夏季短，冬季长而寒冷，湿度高，年平均相对湿度约75%，雨量充沛，年平均降水量约813.6毫米。区内最大河流为浑河，其他主要河谷也常年有水流，且水量受季节影响明显，雨季水多，其他季节水少。 将增加。地下水类型主要为第四系孔隙水和基岩裂隙水。含水层岩性为砂、砾石、砂卵石。浅埋区水量相对丰富，但随季节变化较大。
3、测量洞口温度分布规律测试过程中，洞口最高温度分别为24.5（2019-5-15 18:00）和38.6（2019-4-29 16:00），最低气温-23.9。(2019-1-3).17:00)，-22.0(2019-2-8 8:00)。图1为试验期间进出口最高温度与极端最高温度对比，图2为与极端最低温度对比，图3为试验期间进出口温度随时间变化曲线期间. 表明. 2019 年1 月31 日。
当地温度是在百叶窗关闭的情况下采集的，可以避免阳光和气流变化的影响，洞口的温度是根据当地的自然气象条件获得的。隧道入口面朝风，处于阴凉处，所以最高温度比最高温度低，但出口面朝风和太阳，所以最高温度比最高温度低。从图2至图4可以看出，隧道入口和出口处的最低温度几乎相同，但在10:00至18:00之间，隧道出口处的温度明显较高，这主要是受光照的影响。入口温度高于入口温度，出口最高温度也高于入口温度。
隧道入口附近的最低气温一般高于极端最低气温。这主要是因为白天受阳光影响，出入口附近温度上升过多，而当气温下降时，气温往往又会下降。夜晚。隧道出入口温度有规律变化，每天上午隧道出入口温度最低，在6:008:00之间，下午最高，在14:0016:00之间。白天温度变化大，夜间温度变化小。出口受阳光影响，温度变化大。
图1 隧道入口最高温度与局部最高温度对比下载原图
图2 隧道入口最低气温与现场最低气温对比下载原图
图3 2019年1月31日入口温度和出口温度随时间变化曲线下载原图
4 隧道内实测大气温度分布规律4.1 隧道内大气温度随时间变化图4 至图6 分别为隧道出入口10 个断面的隧道环境平均温度随时间变化曲线。三个中心部分。指出。
图4 入口测量点孔内平均温度时间曲线下载原图
由图4~图6可知，受洞外气温影响，洞内平均气温呈现季节性变化，受阳光影响，洞口平均气温较高，且洞口气温呈上升趋势。 我明白。横截面是在一月至三月的寒冷季节测量的，受位置影响较大，入口处温度较低，洞内温度较高，但洞内温度影响较小。 4月至5月的热季期间改变测量点的位置，不同测量点的洞内温度基本相同，但无论位置如何，出口区域都会受到阳光的影响。1月至3月，或从4-5月，隧道内平均气温受测点位置影响较大，但测点位置位于隧道中心，影响不显着，隧道内平均气温基本一致.它位于隧道的中央。
图5 出口测点孔内平均温度时间曲线下载原图
图6 中心测点孔平均温度时间曲线下载原图
4.2 隧道内环境温度纵向分布规律利用某日同一时刻隧道内各测点的温度绘制隧道纵向分布温度变化曲线。 7:00是一天中当地气温最低的时间，15:00是一天中当地气温最高的时间，图7和图8分别显示了隧道内温度的纵向分布曲线。每个月选定的代表性日期在7:00 和15:00 处收集的隧道方向。图9为隧道环境下隧道纵向平均温度分布曲线。
图7 7:00时刻隧道内环境温度隧道纵向分布曲线下载原图
图8 15:00时刻隧道内环境温度沿隧道纵向分布曲线下载原图
图9 隧道环境下隧道纵向平均温度分布曲线下载原图
从图7到图9可以看出，1月到3月，隧道内温度呈现两端低、中间高的变化规律，4月到5月，隧道内温度逐渐升高。我了解这。隧道内两端和中部温度较低，出现“冬暖夏凉”的现象。隧道入口温度受日气温波动影响较大，但隧道中部温度受日气温波动影响较小。
5 结论通过对季冻地区铁路隧道温度场测试结果分析，得出以下主要结论：
(1)隧道入口温度随季节有规律变化。由于试验场地光照条件不同，隧道入口处的温度与当地温度存在差异。隧道入口当天最低气温在6:00度之间。气温8:00，最高气温在14:00至16:00之间，白天气温波动比夜间大。出口受背风和阳光影响，最高气温远高于入口和当地最高气温温度。
(2) 受隧道外温度影响，隧道内温度存在季节性变化，隧道入口受测点位置和季节变化影响较大，但隧道中心部分影响不大。寒冷季节隧道内温度受测点位置影响较大，炎热季节影响不明显。
(3)隧道环境在寒冷季节呈现两端低、中心高的变化规律，而在炎热季节则呈现两端高、中心低的变化规律。存在“冬暖夏凉”现象，隧道入口当天受局部气温波动影响较大，但隧道中部影响较小。
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