基于通風(fēng)方式對高溫隧道掌子面溫降效果的研究.pdf

1、隨著我國鐵路建設(shè)的高速發(fā)展，隧道長度、數(shù)量和埋深也在不斷增加，為保證線型的順直，穿越復(fù)雜地質(zhì)情況較為常見。因為隧道埋深的增加和其它熱源（施工機械工作發(fā)熱、地熱、爆破散熱、作業(yè)人員正常散熱等）的放熱作用，高溫熱害成為影響長大隧道施工安全的重要因素之一。
　　通風(fēng)降溫是降低隧道施工過程中熱害的主要措施，也是最為常見的方式之一，合理的通風(fēng)方式能降低通風(fēng)成本、有效控制掌子面溫度、提高通風(fēng)降溫效率。本文采用Fluent軟件進行數(shù)值模擬，以高

2、溫特長隧道為研究對象，先后模擬側(cè)壁壓入式通風(fēng)、混合式通風(fēng)、拱頂壓入式通風(fēng)三種通風(fēng)方式，分別針對不同通風(fēng)方式對高溫隧道掌子面溫降效果進行對比分析，選出一種適用于高溫隧道施工開挖的通風(fēng)降溫方式。主要內(nèi)容如下:
　　1)施工通風(fēng)流體理論分析。運用流體運動基本理論對高溫隧道施工開挖過程中隧道內(nèi)氣流運動規(guī)律進行理論分析。
　　2)分別建立側(cè)壁壓入式通風(fēng)、混合式通風(fēng)、拱頂壓入式通風(fēng)模型，設(shè)置工況，對三類通風(fēng)方式進行數(shù)值模擬，對比評價其在

3、溫降效果方面各自呈現(xiàn)出的優(yōu)劣性。分析了不同送風(fēng)速度、不同風(fēng)管位置和inlet面至outlet面距離這三個因素對隧道掌子面溫降效果的影響。
　　3)通過觀測隧道掌子面30m區(qū)域內(nèi)氣流微元運動軌跡規(guī)律，分析了三類通風(fēng)方式在掌子面溫降效果方面各自優(yōu)劣性產(chǎn)生的原因，并對三類通風(fēng)方式進行評價。
　　4)設(shè)置監(jiān)測直線、監(jiān)測面對最優(yōu)通風(fēng)方式進行溫度、速度值進行監(jiān)測，從微觀角度定量分析掌子面氣流的運動規(guī)律。
　　隧道內(nèi)流體無論做什么樣

4、的運動，其介質(zhì)必然是連續(xù)的，跡線跟蹤僅能定性的獲悉氣流微元運動，為了定量的了解掌子面氣流的流動特征，通過設(shè)置一些監(jiān)測直線、監(jiān)測面來對隧道內(nèi)氣流進行數(shù)據(jù)監(jiān)測采集，分析監(jiān)測直線、監(jiān)測面采集來的數(shù)據(jù)并總結(jié)規(guī)律，大致了解氣流運動規(guī)律特征。
　　通過對三類通風(fēng)方式在高溫隧道掌子面溫降效果方面進行對比，找出了拱頂壓入式通風(fēng)方式在高溫隧道掌子面溫控效果方面表現(xiàn)良好的原因，根據(jù)對三類通風(fēng)方式數(shù)值模擬結(jié)果得知:側(cè)壁壓入式通風(fēng)溫降效果并不理想;混合式