鲁 斌, 蒋 涛, 王树刚, 刘石磊, 尹 龙, 翟康博

(1. 中铁隧道局集团有限公司， 广东 广州 511458;2. 大连理工大学， 辽宁 大连 116024; 3. 中铁隧道勘察设计研究院有限公司， 广东 广州 511458)

0 引言

高地温地质条件不仅会引起洞内气温超过《铁路隧道工程施工技术指南》[1]的相应规定，而且还可能引起衬砌结构热应力异常[2]。随着运营隧道交通量增大，机动车排出的大量热量会导致隧道内空气温度明显升高[1]，因此，获得准确可靠的洞内气温和隧道内壁面温度分布规律，对改善隧道运营环境和采取低能耗的有效降温措施有着很好的指导作用。

隧道内气温预测的理论方法主要有数值解法[2-3]和分析解法[4-5]。周小涵[6]建立了考虑对流-导热耦合作用的隧道温度场有限差分计算模型，分析了隧道内空气温度及围岩温度随入口风温的变化规律； 马国川[7]建立了单线铁路隧道内空气温度的非稳态模拟计算模型，采用有限体积法对热湿控制方程进行离散，并分析得出渗流对铁路隧道内空气及围岩温度的影响规律； 王树刚等[8]同时考虑了矿井通风网络中传质和传热的过程，求解得到围岩振荡温度和振荡湿度的传导方程。虽然针对隧道围岩径向和轴向温度分布混合求解的数值解法有很多报道，但针对解析解的文献报道较少。如邵珠山等[9]利用量纲一化导热微分方程采用莱维法得到了考虑隔热层的高地温隧道温度场理论解，不仅研究了围岩温度沿隧道径向的变化，还分析了其沿隧道轴向的变化，但该分析解受到洞内空气温度为已知条件的限制，没有讨论洞内气温的求解方法。……