铁路隧道压入式通风流场分析及施工参数优化
2021-04-13陈辉浩
吴 波, 陈辉浩, 黄 惟
(1.广西大学土木建筑工程学院, 南宁 530004; 2.工程防灾与结构安全教育部重点实验室, 南宁 530004)
中国是目前世界上隧道和地下工程数量最多、发展速度最快、地质及结构形式最复杂的国家[1]。截至2018年底,投入运营的铁路隧道15 117座,总里程达16 331 km,在建铁路隧道3 477座,总长 7 465 km,规划铁路隧道6 327座,总长15 634 km[2];截至2016年底, 中国公路隧道为15 181处,总长14 039.7 km[3]。由于丰富的工程实践经验,中国的隧道施工技术已经达到世界领先水平,未来若干年,中国隧道工程建设仍将快速稳步发展。在隧道施工阶段,施工通风对于保障施工作业人员的供氧量、机械设备的正常运转及隧道降温除尘等具有重要意义。台阶法是一种适用性强,应用比较广泛的隧道施工方法。台阶法施工一般分为上下两个台阶,为减少上下台阶工作的影响,上下台阶一般设置一定的开挖距离[4]。隧道压入式通风是通过通风机械将新鲜空气输送到工作面的一种通风方式。压入式通风在台阶法开挖隧道中应用广泛。
近些年,一些专家学者就隧道施工通风开展了一系列研究。如Chang等[5]通过数值模拟研究隧道横截面积、空气速度等因素影响下,隧道施工过程中有害气体的通风和扩散,得出污染物分布及施工通风时间函数。赵宁雨等[6]基于流量守恒原理,结合低海拔地区隧道施工压入式通风经验得到高海拔地区隧道压入式通风的合理长度修正公式,并通过实际工程验证了该公式的可行性。王海桥等[7]基于流体动力学理论和紊流射流理论对独头巷道在压入式通风情况下巷道内风流场特征进行分析,得到了流场内射流分区等流场特征,为通风排污等奠定了理论基础。……
