高原区特长公路隧道施工通风技术研究

摘要

随着我国西部大开发战略的实施，西部地区的交通网络正在逐步得到完善。西部地区连绵山脉较多，因此特长隧道的数量逐步增多。西部地区海拔高，气压低，气候寒冷，导致高原区隧道施工通风与平原区存在一定的差异，尤其是隧洞内的气流场特性和CO运移规律。本文以某特长公路隧道为工程依托，利用了理论分析、数值模拟及现场测试的方法，研究了高原区特长公路隧道的施工通风技术。本文主要做了如下工作:
　　(1)对现有的施工通风方法进行了深入的分析比较，讨论了每种通风方法的优缺点，为高原区特长公路隧道施工通风方案的制定提供依据。
　　(2)对施工通风中的关键技术参数进行了理论计算，为高原区特长公路隧道施工通风做了理论准备。
　　(3)针对高原区特长隧道的施工通风面临的长距离，气压低等问题，给出了适用于高原区特长隧道的施工通风参数计算方法和施工通风方案。
　　(4)在一定的隧道断面积下，利用计算流体力学软件Fluent计算得出了合理的风简直径和距离掌子面的布设距离。
　　(5)对各个施工阶段共五种工况下的通风效果进行了模拟分析，得出了高原区特长隧道施工通风过程中隧道内的气流场特性和CO运移规律。
　　(6)针对高原区特长公路隧道施工情况，对施工通风进行了现场测试工作，测试数据验证了数值模拟与实际结果基本相符。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 研究背景和意义

1．2 依托工程概况

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 本文研究内容和技术路线

1．4．1 本文研究内容及方法

1．4．2 本文采用的技术路线

2 隧道施工通风基础

2．1 隧道施工通风方式方法

2．1．1 隧道内的自然通风

2．1．2 压入式通风

2．1．3 抽出式通风

2．1．4 混合式通风

2．1．5 巷道式通风

2．2 卫生标准

2．2．1 现行《铁路隧道施工规范》规定的卫生标准

2．2．2 现行《公路隧道施工技术规范》规定的卫生标准

2．3 风量计算

2．4 高原修正系数Kγ

2．5 风管漏风计算

2．6 风压计算

2．7 风机功率计算

2．8 小结

3．1．1 流体运动两大类型

3．1．2 黏性流体的两种流动状态

3．1．3 基本假定、基本方程

3．2 数值分析基础

3．2．1 单方程模型

3．2．2 标准k-ε方程模型

3．2．4 可实现k-ε方程模型

3．2．5 雷诺应力模型

3．2．6 大涡模型

3．2．7 边界条件

3．3 小结

4 高原区特长公路隧道施工通风方案研究

4．1 高原区隧道施工通风施工概况

4．2 通风设计原则

4．3 施工通风方案研究

4．3．1 主洞掌子面需风量计算

4．3．2 斜井掌子面需风量计算

4．3．3 第一阶段通风

4．3．4 第二阶段通风

4．3．5 第三阶段通风

4．4 改善施工通风所采取的其他措施

4．4．1 合理空间布局

4．4．2 优化设备匹配

4．4．3 管道防漏及降阻

4．4．4 增强通风管理

4．5 小结

5 高原区特长公路隧道施工通风数值模拟研究

5．1 通风效果影响因素优化分析

5．2 计算模型

5．3 初始条件及边界条件设置

5．3．1 初始条件

5．3．2 边界条件设置

5．4 计算结果分析

5．5 小结

6 高原区特长公路隧道施工通风现场测试

6．1 目的及方法

6．2 仪器布置

6．3 监测数据及分析

6．4 测试结果与数值模拟结果对比分析

6．5 小结

结论

不足与展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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