基于通風(fēng)方式對(duì)高溫隧道掌子面溫降效果的研究.pdf

1、隨著我國(guó)鐵路建設(shè)的高速發(fā)展，隧道長(zhǎng)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?yàn)樗淼缆裆畹脑黾雍推渌鼰嵩矗ㄊ┕C(jī)械工作發(fā)熱、地?zé)帷⒈粕帷⒆鳂I(yè)人員正常散熱等）的放熱作用，高溫?zé)岷Τ蔀橛绊戦L(zhǎng)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(guò)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(jìn)行數(shù)值模擬，以高

2、溫特長(zhǎng)隧道為研究對(duì)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(duì)不同通風(fēng)方式對(duì)高溫隧道掌子面溫降效果進(jìn)行對(duì)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(yùn)用流體運(yùn)動(dòng)基本理論對(duì)高溫隧道施工開挖過(guò)程中隧道內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)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(duì)三類通風(fēng)方式進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)比評(píng)價(jià)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(gè)因素對(duì)隧道掌子面溫降效果的影響。
　　3)通過(guò)觀測(cè)隧道掌子面30m區(qū)域內(nèi)氣流微元運(yùn)動(dòng)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(duì)三類通風(fēng)方式進(jìn)行評(píng)價(jià)。
　　4)設(shè)置監(jiān)測(cè)直線、監(jiān)測(cè)面對(duì)最優(yōu)通風(fēng)方式進(jìn)行溫度、速度值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從微觀角度定量分析掌子面氣流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
　　隧道內(nèi)流體無(wú)論做什么樣

4、的運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，為了定量的了解掌子面氣流的流動(dòng)特征，通過(guò)設(shè)置一些監(jiān)測(cè)直線、監(jiān)測(cè)面來(lái)對(duì)隧道內(nèi)氣流進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)采集，分析監(jiān)測(cè)直線、監(jiān)測(cè)面采集來(lái)的數(shù)據(jù)并總結(jié)規(guī)律，大致了解氣流運(yùn)動(dòng)規(guī)律特征。
　　通過(guò)對(duì)三類通風(fēng)方式在高溫隧道掌子面溫降效果方面進(jìn)行對(duì)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(duì)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