冰块降温在热带地区高地温隧道施工中的数值模拟研究--以海南省五指山公路隧道为例

摘要

热带地区高地温隧道施工时,冰块因其经济性和易获取等优点常被用作辅助降温手段。为解决在使用冰块降温时冰块用量和布置参数的选取问题,以海南五指山特长公路隧道工程为背景,使用Fluent软件模拟通风和冰块降温下隧道温度场的变化规律,分析冰块用量和布设位置2个因素对隧道纵向和掌子面温度场的影响。得出以下结论:1)冰块布设位置前后5 m左右范围内温度下降较为明显,且降温的范围随时间推移逐渐增大。2)双侧各布置1.5 m 3冰块时,掌子面5 m范围内温度最低为18°C,较未布置冰块时下降了10°C左右;稍远位置温度为23°C左右,较未布置冰块时下降了5~8°C。3)与只有通风降温的工况相比,1 m 3的冰块(双侧各布置0.5 m 3)可以降低掌子面温度6°C左右,在此基础上每增加1 m 3冰块用量,可多降低掌子面温度3°C左右。4)相同冰块用量时,将冰块布设于风管出风口轴线上比双侧布置可多降低掌子面温度3~5°C,且持续降温效果更强。