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高寒高海拔螺旋隧道施工通风设计参数研究
| 论文题名： | 高寒高海拔螺旋隧道施工通风设计参数研究 |
| 关键词： | 螺旋隧道;高寒高海拔;施工通风;数值模拟 |
| 摘要： | 在隧道技术高速发展的今天，为响应国家战略，现代隧道人将在西部的高寒高海拔地区大量建设隧道工程。在高寒高海拔地区修建隧道，将面临恶劣的气候条件和施工环境，同时为克服隧道坡度过大的问题，隧道不得不修建成螺旋型，这些都会给隧道的施工通风技术带来极大的挑战。本文以卧龙沟1号隧道为工程依托，采用理论分析、数值模拟和现场测试的方法，研究了高寒高海拔螺旋隧道的施工通风相关设计参数，主要结论如下: (1)分析了高寒高海拔螺旋隧道内风机参数的主要影响因素，在平原常规隧道计算方法上，针对高海拔因素和隧道螺旋性等特性，提出了适合于高寒高海拔螺旋隧道的施工通风风机设计参数计算方法。 (2)以卧龙沟1号隧道工程为依托，分别计算和对比了平原常规隧道及高寒高海拔螺旋隧道两种工况的风机设计参数，结果表明:高寒高海拔螺旋隧道较平原常规隧道的通风机风量需要提升33.3％;风机风压需要提升92.3％;风机功率需要提升203.7％，为确保施工作业环境的安全性，应做出有区别于平原隧道的通风方案。 (3)考虑螺旋隧道的不对称性分析了在螺旋隧道压入式通风中最优风管横断面布设位置，研究发现在螺旋隧道中，风管布置在隧道曲线外侧能获得更好的通风效果。 (4)利用CFD软件模拟分析，考虑了2种纵坡、3种风管布设直径和7种风管出口距离等因素，研究高寒高海拔螺旋隧道压入式通风的流场特性及风管出口位置布设参数对隧道施工通风效果的影响。结果表明:压入式通风中风管出口距离掌子面太近或者太远都不利于隧道的通风效率，并得到卧龙沟1号隧道在不同纵坡、不同风管布设直径下的最优风管出口位置。 (5)利用CFD软件模拟分析，通过将高寒高海拔螺旋隧道与常规隧道进行对比分析，得到了高寒高海拔螺旋隧道内CO浓度场的空间分布规律和分布特点，同时结合现场监测数据验证了结果的可靠性。并得到各海拔高度下R=700m的螺旋隧道的通风安全时间相对常规隧道的增长率，该参数可作为隧道通风的参考依据;根据计算结果提出了高寒高海拔螺旋隧道通风管理的相关措施。 |
| 作者： | 唐宇辰 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 高峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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