TBM施工中的通風和散熱問題研究.pdf

1、在中國水利水電、鐵道和交通等工程建設中,TBM的施工將獲得廣泛應用.在中國西部供水工程和南水北調工程中,很多隧洞獨頭掘進距離超過20km,對于這樣超長隧洞的通風和散熱成為其后配套中一個十分重要的問題,該問題直接關系到整個工程的工程投資及工程進度.該文對TBM施工中的通風和散熱問題做了系統(tǒng)的研究,取得了以下的成果.首先綜合施工人員呼吸風量、洞內允許最低風速等因素,確定出了TBM施工的通風需風量.對比分析了TBM施工中一般是采用壓入式通風和

2、混合式通風的優(yōu)缺點和適用條件.綜合考慮剛性和柔性風管的優(yōu)缺點,選擇大直徑柔性風管進行通風.分析了風管安裝中的風管漏風量及常用典型漏風計算公式.對壓入式的通風方式,當工作區(qū)空氣溫度的控制要求為t≤28℃,計算出不同通風量和壁溫下需要的送風溫度.利用FORTRAN語言編制了施工通風程序,該程序可根據依托工程的實際施工環(huán)境條件,確定風量、風速、風壓等通風參數,選定相應風管直徑、風機型號.論文同時還研究了風管等通風設備與設施的長距離送進措施.其

3、次對TBM施工中的主要熱源進行分析,包括主機及其他設備的散熱、石碴沿程運輸散熱、施工工人的人體散熱和可能存在的圍巖散熱等幾個部分.用冷水對機械部分進行的降溫,包括冷卻驅動電動機、減速器和液壓油的冷卻器及其它的一些驅動機械.假定刀盤驅動器功率的70﹪都被石碴吸收,確定出石碴溫度,計算出冷卻石碴水的溫度要求.運用水力學的理論對長距離冷水管道輸送進行水力計算,歸結為沿程和局部水頭損失的計算.當用鋼管輸送冷水超過一定的距離以后,由于管內外的溫差

4、,造成管內冷水溫度的增加,從而影響降溫的效果.該文運用熱貫流系數概念推導出冷水輸送溫度和管道長度的連續(xù)函數關系式,給出溫度隨輸送管道距離變化的曲線,比較直觀確定出工作面的供水溫度.針對超長隧洞TBM施工中的降溫問題,利用FORTRAN語言編制了計算機程序,能夠較準確、快速的解算施工中的降溫問題.最后結合南非萊索托(Lesotho Highlands)取水隧洞工程和遼寧省大伙房輸水工程的通風和降溫實例,利用該文的程序計算,得到了較滿意的結