张国柱，夏才初，孙 猛，邹一川

（1.同济大学 地下建筑与工程系，上海200092；2.同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室，上海200092）

寒区隧道在冬季要面临冻害的威胁，我国76%的寒区隧道都发生了不同程度的冻害破坏.利用电能和煤炭的隧道加热系统虽能永久根除隧道冻害，但却增加了隧道的运行管理费用，并带来环境污染等问题［1］.因此急需研发一种既节能又环保的新型加热系统.

Brandl［2］首次提出了采用地热能的隧道技术，即利用布置于隧道初衬和二衬之间的能源土工布吸收围岩地温能，地源热泵将其提升后，用于隧道附近建筑供暖.Brandl开展了采用地热能的隧道现场试验研究，该试验工程用6台地源热泵将提取的地温能为附近一所学校供暖.该试验工程能提供150kW功率的热能，一个供暖季度可提供214MW·h的能量.Islam等［3］研发了水平单U管道路加热系统，利用埋于隧道中部路面下1.2m处的水平单U管吸收围岩地温能，对隧道洞口段的路面加热.该技术成功应用于Nanaori－Toge隧道，现场温度监测表明，隧道洞口路面温度始终处于冰点以上，达到了预期效果.夏才初等［4］在分析总结国外先进技术的基础上，提出了能源地下工程新概念，并对其应用前景做了详细论述.陈小龙等［5］对能源地下工程的适宜性进行了研究.上述研究表明，寒区隧道围岩可提供足够的地温能用于隧道加热系统.

传热模型的研究是地源热泵型供热系统设计及优化计算的前提和基础.Adam等［6］采用现场试……