獨(dú)頭掘進(jìn)隧道施工通風(fēng)數(shù)值模擬.pdf

1、我國隧道施工通風(fēng)的現(xiàn)狀不容樂觀。隨著隧道掘進(jìn)速度的加快和長度的增加,施工通風(fēng)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(jìn)度及施工經(jīng)濟(jì)的角度來看,長大隧道獨(dú)頭掘進(jìn)施工中的通風(fēng)散煙問題都是擺在工程設(shè)計(jì)人員、施工人員和管理人員面前的一個(gè)十分重要的問題。本文結(jié)合雅礱江兩河口1＃公路隧道,對(duì)壓入式通風(fēng)條件下的獨(dú)頭掘進(jìn)隧道進(jìn)行了基本理論計(jì)算和數(shù)值分析,主要結(jié)論和研究成果如下：1)總結(jié)了現(xiàn)階段隧道施工通風(fēng)中主要應(yīng)用的幾種通

2、風(fēng)方式,隧道縱向通風(fēng)所需要的風(fēng)量計(jì)算理論,以及通風(fēng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的布置。針對(duì)兩河口公路隧道獨(dú)頭掘進(jìn)的特點(diǎn),結(jié)合總結(jié)的理論進(jìn)行了所需風(fēng)量的計(jì)算,同時(shí)較系統(tǒng)地闡述了通風(fēng)系統(tǒng)的日常管理和維護(hù)措施以及安全措施等。2)對(duì)于獨(dú)頭掘進(jìn)隧道而言,掘進(jìn)距離越長,施工通風(fēng)難度越大。對(duì)整條獨(dú)頭隧道壓入式通風(fēng)條件下,隧道內(nèi)流場(chǎng)和污染物濃度變化進(jìn)行了數(shù)值分析,此數(shù)值分析為隧道實(shí)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(yàn)對(duì)施工通風(fēng)時(shí)間范圍粗略估計(jì)的方法,避免施工

3、不確定因素的干擾,對(duì)保證正常的安全生產(chǎn),提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,推動(dòng)施工進(jìn)度的高效進(jìn)行,具有實(shí)際的指導(dǎo)意義。3)通過大型有限元軟件ADINA,實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)隧道三維空間內(nèi)風(fēng)流結(jié)構(gòu)和有害氣體濃度擴(kuò)散的數(shù)值模擬。獨(dú)頭掘進(jìn)隧道壓入式通風(fēng)屬于受限附壁射流,掌子面附近風(fēng)流形成了射流區(qū),回流區(qū)和紊流區(qū)三個(gè)區(qū)間。模擬結(jié)果表明,由于渦流對(duì)濃度擴(kuò)散的影響,渦流中心有害氣體濃度高,渦流對(duì)擴(kuò)散有明顯的滯留作用。工作區(qū)間內(nèi)有害氣體濃度隨通風(fēng)時(shí)間呈現(xiàn)負(fù)指數(shù)變化,并通過公式得