TBM施工中的通風(fēng)和散熱問(wèn)題研究.pdf

1、在中國(guó)水利水電、鐵道和交通等工程建設(shè)中,TBM的施工將獲得廣泛應(yīng)用.在中國(guó)西部供水工程和南水北調(diào)工程中,很多隧洞獨(dú)頭掘進(jìn)距離超過(guò)20km,對(duì)于這樣超長(zhǎng)隧洞的通風(fēng)和散熱成為其后配套中一個(gè)十分重要的問(wèn)題,該問(wèn)題直接關(guān)系到整個(gè)工程的工程投資及工程進(jìn)度.該文對(duì)TBM施工中的通風(fēng)和散熱問(wèn)題做了系統(tǒng)的研究,取得了以下的成果.首先綜合施工人員呼吸風(fēng)量、洞內(nèi)允許最低風(fēng)速等因素,確定出了TBM施工的通風(fēng)需風(fēng)量.對(duì)比分析了TBM施工中一般是采用壓入式通風(fēng)和

2、混合式通風(fēng)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件.綜合考慮剛性和柔性風(fēng)管的優(yōu)缺點(diǎn),選擇大直徑柔性風(fēng)管進(jìn)行通風(fēng).分析了風(fēng)管安裝中的風(fēng)管漏風(fēng)量及常用典型漏風(fēng)計(jì)算公式.對(duì)壓入式的通風(fēng)方式,當(dāng)工作區(qū)空氣溫度的控制要求為t≤28℃,計(jì)算出不同通風(fēng)量和壁溫下需要的送風(fēng)溫度.利用FORTRAN語(yǔ)言編制了施工通風(fēng)程序,該程序可根據(jù)依托工程的實(shí)際施工環(huán)境條件,確定風(fēng)量、風(fēng)速、風(fēng)壓等通風(fēng)參數(shù),選定相應(yīng)風(fēng)管直徑、風(fēng)機(jī)型號(hào).論文同時(shí)還研究了風(fēng)管等通風(fēng)設(shè)備與設(shè)施的長(zhǎng)距離送進(jìn)措施.其

3、次對(duì)TBM施工中的主要熱源進(jìn)行分析,包括主機(jī)及其他設(shè)備的散熱、石碴沿程運(yùn)輸散熱、施工工人的人體散熱和可能存在的圍巖散熱等幾個(gè)部分.用冷水對(duì)機(jī)械部分進(jìn)行的降溫,包括冷卻驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、減速器和液壓油的冷卻器及其它的一些驅(qū)動(dòng)機(jī)械.假定刀盤驅(qū)動(dòng)器功率的70﹪都被石碴吸收,確定出石碴溫度,計(jì)算出冷卻石碴水的溫度要求.運(yùn)用水力學(xué)的理論對(duì)長(zhǎng)距離冷水管道輸送進(jìn)行水力計(jì)算,歸結(jié)為沿程和局部水頭損失的計(jì)算.當(dāng)用鋼管輸送冷水超過(guò)一定的距離以后,由于管內(nèi)外的溫差

4、,造成管內(nèi)冷水溫度的增加,從而影響降溫的效果.該文運(yùn)用熱貫流系數(shù)概念推導(dǎo)出冷水輸送溫度和管道長(zhǎng)度的連續(xù)函數(shù)關(guān)系式,給出溫度隨輸送管道距離變化的曲線,比較直觀確定出工作面的供水溫度.針對(duì)超長(zhǎng)隧洞TBM施工中的降溫問(wèn)題,利用FORTRAN語(yǔ)言編制了計(jì)算機(jī)程序,能夠較準(zhǔn)確、快速的解算施工中的降溫問(wèn)題.最后結(jié)合南非萊索托(Lesotho Highlands)取水隧洞工程和遼寧省大伙房輸水工程的通風(fēng)和降溫實(shí)例,利用該文的程序計(jì)算,得到了較滿意的結(jié)