本技术涉及高寒地区抗冻段隧道施工，尤其涉及一种高寒地区浅埋抗冻段铁路隧道结构及加热系统。
背景技术：
1、近年来，随着我国铁路网规划逐渐向西部地区发展，其铁路会不可避免地穿越高寒地区。而穿越高寒地区浅埋段的铁路隧道若不采取有效的抗冻技术，会存在该路段因多次冻融循环，导致隧道结构出现排水系统冻塞、围岩冻胀、拱部挂冰、衬砌胀裂等冻害并影响铁路正常运营。
2、为了解决上述问题，近年来已建设的穿越高寒地区铁路隧道所采用抗冻害技术主要有以下三类：1.隧道初支与二衬结构之间设置足够厚度的保温层2.通过电伴热系统对隧道结构进行加热保温3.设置防寒保温门。但是以上技术均有局限性，比如：无热源供应的保温层只能延缓热量散失；电伴热加热系统不仅运营成本高昂、需要频繁检修，还存在电阻熔断、电线老化等不易修复的问题；防寒保温门因频繁开合，致使其保温效果不理想，还干扰铁路正常运营。
3、因此，如何在铁路隧道建设运营中兼顾降低抗冻措施成本、提升抗冻性能成为该领域亟待解决的技术难题。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供一种高寒地区浅埋抗冻段铁路隧道结构及加热系统，解决了运营期间隧道内部结构无热源及浅埋段隧道结构易与围岩进行热量交换导致隧道内部结构温度长期过低的技术问题。
2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
3、一种高寒地区浅埋抗冻段铁路隧道结构及加热系统，包括附着在围岩上的保温砂浆层，保温砂浆层的另一侧依次附着有混凝土初支层、排水管、无纺土工布、eva防水板、聚氨酯保温板和钢筋混凝土二衬层，所述钢筋混凝土二衬层的内侧设有排水沟；所述排水管中的水通过横向引水管排向排水沟，所述排水沟的水排向蓄水池；
4、所述聚氨酯保温板内包裹有加热管网，所述加热管网的入口端连接加热系统，出口端连接蓄水池。
5、在一些实施例中，所述排水管包括hpde环向打孔排水管和连接在hpde环向打孔排水管两端的hpde纵向无孔排水管，所述hpde纵向无孔排水管的出口端连接横向引水管。
6、在一些实施例中，所述加热管网包括多根横向和纵向设置的钢管，所述横向和纵向设置的钢管通过多通接头连通最终形成管网。
7、在一些实施例中，所述钢管通过eva防水板条带绑扎在eva防水板上，eva防水板条带的两端通过热熔垫圈固定在eva防水板上。
8、在一些实施例中，所述钢管通过eva防水板条带悬空设置在eva防水板上方，即所述聚氨酯保温板将钢管全部包裹住，钢管的底部与eva防水板之间留有间隙。
9、在一些实施例中，所述排水沟包括设置在钢筋混凝土二衬层内侧的左边墙排水沟和右边墙排水沟，所述左边墙排水沟和右边墙排水沟之间设有中心排水沟。
10、在一些实施例中，为了增加保温效果，所述钢管、左边墙排水沟内壁、右边墙排水沟内壁、中心排水沟内壁、蓄水池内壁均包裹有聚氨酯保温板。
11、在一些实施例中，所述加热系统包括控制器、太阳能板和热水箱，所述热水箱的出水口通过管路连接加热管网，入水口通过循环水泵连接蓄水池；热水箱内壁设有水位计探头，内部设有电加热器，所述控制器连接太阳能板、水位计探头、循环水泵以及加热器。
12、在一些实施例中，所述热水箱和加热管网连接的管路上设有温控阀，所述温控阀可以根据设定的温度控制热水箱中的水流向加热管网。
13、本实用新型在隧道开挖时采用掺杂少量玻化微珠保温砂浆对围岩进行加固注浆，提高注浆加固区保温性，减小浅埋段隧道结构与围岩的热量交换；通过洞外加热系统对洞内加热管网循环输送热水，为保温层持续提供热量并逐渐传递至隧道其余结构。从根本上解决运营期间隧道内部结构无热源及浅埋段隧道结构易与围岩进行热量交换导致隧道内部结构温度长期过低的问题，并进一步减少排水系统管道冻塞、围岩冻胀、拱部挂冰、衬砌胀裂等冻害出现。
14、与现有技术相比较，本实用新型具有如下有益效果：
15、1.在隧道围岩注掺杂少量玻化微珠保温砂浆，能够增加注浆加固区的保温性，减少易受冻融循环影响的浅埋隧道初支结构的热量损失。
16、2.隧道内部保温措施通过由钢管组成加热管网、聚氨酯保温板及玻化微珠保温砂浆层组成。加热管网为洞内提供热源，玻化微珠保温砂浆层及聚氨酯保温板作为隧道结构双层保温系统。
17、3.隧道排水沟流入混凝土蓄水池中，并通过循环水泵将水抽入热水箱中加热输送至加热管网。通过对隧道排水循环利用，既绿色环保，又解决了高寒地区输水困难的难题。
1.一种高寒地区浅埋抗冻段铁路隧道结构及加热系统，其特征在于，包括附着在围岩上的保温砂浆层(1)，保温砂浆层(1)的另一侧依次附着有混凝土初支层(2)、排水管、无纺土工布(8)、eva防水板(7)、聚氨酯保温板(5)和钢筋混凝土二衬层(4)，所述钢筋混凝土二衬层(4)的内侧设有排水沟；所述排水管中的水通过横向引水管(3)排向排水沟，所述排水沟的水排向蓄水池(18)；
2.根据权利要求1所述的一种高寒地区浅埋抗冻段铁路隧道结构及加热系统，其特征在于，所述排水管包括hpde环向打孔排水管(9)和连接在hpde环向打孔排水管(9)两端的hpde纵向无孔排水管(10)，所述hpde纵向无孔排水管(10)的出口端连接横向引水管(3)。
3.根据权利要求1所述的一种高寒地区浅埋抗冻段铁路隧道结构及加热系统，其特征在于，所述加热管网包括多根横向和纵向设置的钢管(6)，所述横向和纵向设置的钢管(6)通过多通接头(20)连通。
4.根据权利要求3所述的一种高寒地区浅埋抗冻段铁路隧道结构及加热系统，其特征在于，所述钢管(6)通过eva防水板条带(71)绑扎在eva防水板(7)上，eva防水板条带(71)的两端通过热熔垫圈(21)固定在eva防水板(7)上。
5.根据权利要求3-4任意一项所述的一种高寒地区浅埋抗冻段铁路隧道结构及加热系统，其特征在于，所述钢管(6)通过eva防水板条带(71)悬空设置在eva防水板(7)上方。
6.根据权利要求3所述的一种高寒地区浅埋抗冻段铁路隧道结构及加热系统，其特征在于，所述排水沟包括设置在钢筋混凝土二衬层(4)内侧的左边墙排水沟(11)和右边墙排水沟(13)，所述左边墙排水沟(11)和右边墙排水沟(13)之间设有中心排水沟(12)。
7.根据权利要求6所述的一种高寒地区浅埋抗冻段铁路隧道结构及加热系统，其特征在于，所述钢管(6)、左边墙排水沟(11)、右边墙排水沟(13)、中心排水沟(12)、蓄水池(19)均包裹有聚氨酯保温板(5)。
8.根据权利要求1所述的一种高寒地区浅埋抗冻段铁路隧道结构及加热系统，其特征在于，所述加热系统包括控制器(16)、太阳能板(17)和热水箱(14)，所述热水箱(14)的出水口通过管路连接加热管网，入水口通过循环水泵(22)连接蓄水池(19)；热水箱(14)内壁设有水位计探头(15)，内部设有电加热器，所述控制器(16)连接太阳能板(17)、水位计探头(15)、循环水泵(22)以及加热器。
9.根据权利要求8所述的一种高寒地区浅埋抗冻段铁路隧道结构及加热系统，其特征在于，所述热水箱(14)和加热管网连接的管路上设有温控阀(18)。