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施工隧道洞内热湿环境、污染物通风控制实验研究及数值模拟
| 论文题名： | 施工隧道洞内热湿环境、污染物通风控制实验研究及数值模拟 |
| 关键词： | 施工隧道;热湿环境;污染物扩散;通风控制;数值模拟 |
| 摘要： | 随着社会的大力发展，交通业也逐渐发展起来，隧道的出现缩短了两地之间的距离，为人们的出行和货物运输带来了极大的便利。在隧道挖掘的过程中不可避免的要面临隧道内热湿环境及污染物浓度问题，如何合理、快捷地解决问题是保证隧道内工作人员人身安全的必要条件。本文以宁波某施工隧道斜井1施工段为依托对象，对隧道各个时期，各种工况进行了现场实测，并统计相关信息进行CFD模拟。总结并得到相关成果如下: 首先对斜井1施工段通进行隧道通风系统设计，通过对隧道内施工人员和工程车工作情况进行总结归纳，结合相关需风量计算公式得出施工隧道不同工序下最小需风量。根据隧道施工长度的变化，对隧道施工分为三个阶段，通过改变轴流风机位置、风管位置、风管长度对三个阶段进行不同通风方案设计。结合漏风率、送风量、隧道流动阻力等对施工隧道三个阶段进行轴流风机选型，最终对施工隧道三个阶段分别合适台数及类型的轴流风机。 其次以宁波某隧道斜井1施工段为依托工程，对依托隧道二衬加固工序、钻孔工序、爆破工序和出渣工序进行实地测量，通过计算得到末端送风风速为17.83m/s,管道百米漏风率为0.14％,通过对隧道内热湿环境、污染物浓度、送风量及漏风率进行分析，得到隧道内热湿环境及污染物随时间变化规律以及沿程变化规律。 最终使用CFD软件对依托工程爆破工序进行数值模拟，通过选择合适的湍流模型、控制方程、模拟算法对不同水平高度下风速矢量的变化进行分析，并对隧道内CO时空变化规律进行分析。对隧道内通风进行优化分析，通过改变隧道中排风量的大小，排风口位置以及射流风机位置三种影响因子，得到并进行26次隧道通风优化模拟，通过改变排风量及排风口位置，通过对比分析得到排风出口距离深入斜井5m,排风量为35m3/s时排污效果最佳。在上述优化通风的基础上，对隧道内斜井位置安装射流风机，进行有效空气疏导，又通过5次射流风机在斜井内不同位置的优化模拟，经过数据整理,最终得到射流风机距离主洞120m的情况排污效果最佳。 |
| 作者： | 于孔飞 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 徐琳;王志祺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东建筑大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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