獨頭掘進隧道施工通風數(shù)值模擬.pdf

1、我國隧道施工通風的現(xiàn)狀不容樂觀。隨著隧道掘進速度的加快和長度的增加,施工通風問題已經(jīng)成為隧道快速施工的“瓶頸”。不論是從施工安全的角度,還是從施工進度及施工經(jīng)濟的角度來看,長大隧道獨頭掘進施工中的通風散煙問題都是擺在工程設計人員、施工人員和管理人員面前的一個十分重要的問題。本文結合雅礱江兩河口1＃公路隧道,對壓入式通風條件下的獨頭掘進隧道進行了基本理論計算和數(shù)值分析,主要結論和研究成果如下：1)總結了現(xiàn)階段隧道施工通風中主要應用的幾種通

2、風方式,隧道縱向通風所需要的風量計算理論,以及通風中各個環(huán)節(jié)的布置。針對兩河口公路隧道獨頭掘進的特點,結合總結的理論進行了所需風量的計算,同時較系統(tǒng)地闡述了通風系統(tǒng)的日常管理和維護措施以及安全措施等。2)對于獨頭掘進隧道而言,掘進距離越長,施工通風難度越大。對整條獨頭隧道壓入式通風條件下,隧道內流場和污染物濃度變化進行了數(shù)值分析,此數(shù)值分析為隧道實現(xiàn)安全施工提供了合理的理論依據(jù),改變了過去憑經(jīng)驗對施工通風時間范圍粗略估計的方法,避免施工

3、不確定因素的干擾,對保證正常的安全生產(chǎn),提高勞動生產(chǎn)率,推動施工進度的高效進行,具有實際的指導意義。3)通過大型有限元軟件ADINA,實現(xiàn)了掘進隧道三維空間內風流結構和有害氣體濃度擴散的數(shù)值模擬。獨頭掘進隧道壓入式通風屬于受限附壁射流,掌子面附近風流形成了射流區(qū),回流區(qū)和紊流區(qū)三個區(qū)間。模擬結果表明,由于渦流對濃度擴散的影響,渦流中心有害氣體濃度高,渦流對擴散有明顯的滯留作用。工作區(qū)間內有害氣體濃度隨通風時間呈現(xiàn)負指數(shù)變化,并通過公式得