摘要：为解决高黎贡山大瑞铁路高地温深埋特长隧道高温热害问题,常采取通风降温与机械制冷降温相结合的措施。针对某一施工段,当通风降温能力到达限值仍无法使得隧道内空气温度满足规范时,需开启机械制冷设备。本文首先联立围岩与空气稳态传热方程和空气换热方程,利用隧道内壁面与空气换热第三类边界条件,求解出隧道内空气温度解析解。随后,以某一施工段出渣工序为例,迭代求解出隧道内不同回风速度和地下涌出热水散热功率下,施工隧道开挖面附近最高气温为28℃时的洞口临界大气温度。经计算发现,洞口临界大气温度与地下涌出热水散热功率负相关,与回风速度正相关;结合当地气象参数,量化单独采用通风就能使工作面附近气温满足规范要求的洞口大气温度变化区间,为进一步制定制冷设备运行计划提供理论依据。

摘要：针对高地温深埋特长隧道在施工过程中掌子面降温问题,需要预先获得施工隧道内空气温度分布。采用解析法,耦合隧道径向及轴向围岩温度导热方程与隧道内气温方程,并引入传热学第三类边界条件,推导出施工隧道内空气温度解析解。在采用大瑞铁路高黎贡山越岭段隧道实例验证该解析解的正确性后,利用其进一步计算采用巷道式通风的双斜井之主井在不同条件下需降温工作段(由掌子面起至掌子面后方100 m内)内空气温度。对比结果表明:在相同条件下,该解析解计算出的空气温度与实测值差值在1℃以内;需降温工作段内空气温度与洞口大气温度正相关,且存在强制降温系统运行与否的洞口气温临界值,该临界值能判断在一定条件下常规通风降温能满足需降温工作段内空气温度不超过28℃时的洞口气温范围;当常规通风降温不能满足规范要求时,依据解析解求出的需降温工作段内气温可计算出强制降温系统需提供的冷负荷。

摘要：为研究顺层薄层陡倾斜板岩隧道初期支护模式和变形原因,文章以高黎贡山隧道1#斜井为工程依托,开展现场拱顶下沉和水平收敛、测点空间位移、初期支护结构受力等监测工作。结合初支结构的破坏情况,分析结果显示:(1)初期支护整体受压,且水平受压大于垂直受压;(2)两侧围岩变形以横剖面内敛为主,边墙位置内敛值最大,除此沿隧道轴线方向上发生有错动位移;(3)受倾斜层理控制,陡倾斜板岩沿软弱结合面发生相对滑动,促进了变形的发展;(4)高地应力作用下板岩流变特征明显,拱架内外翼应力数据在横剖面上产生偏差,表现为拱架发生了一定的扭曲。

摘要：高岩温会降低隧道衬砌结构的稳定性并恶化施工环境,在隧道结构中设置隔热层是一种较为有效的应对措施。为分析隔热层对衬砌温度的影响,基于隧道径向及轴向二维轴对称的围岩温度导热模型,引入第三类边界条件和莱维级数法推导得到隧道围岩温度分布的分析解,计算结果与已发表文献数据一致。以高黎贡山越岭段铁路隧道为工程背景,分析影响衬砌内外表面温度的主要因素。研究结果表明:1)利用分析解不仅能够方便地量化不同隔热层敷设方式对衬砌的降温效果,还能确定不同内表面对流换热系数条件下衬砌内外表面温度及其梯度与隔热层导热系数之间的连续变化关系,例如对流换热系数取0.25 W/(m^2·℃)工况下,采用夹心式敷设方式时衬砌平均温度比贴壁式低了约1.6℃;2)当对流换热系数较大时,隔热层导热系数减小对降低衬砌内外表面温度的作用减弱,表明洞内通风条件较好时选择热阻较小的隔热材料也能满足隔热要求。

摘要：运营隧道内空气温度的合理预测有助于改善隧道内部环境。为了准确预测分析运营隧道内气温,引入传热第三类边界条件,耦合隧道径向及轴向二维轴对称的围岩温度导热方程与洞内气流温度方程,推导出隧道空气温度和内壁面温度的分析解,该分析解法与文献报道数值解法计算得到的巷道内气温差值在0.5℃以内。以武汉长江隧道为例,对运营隧道内的空气温度进行计算分析。结果表明:洞内气温的计算结果与实测数据的差值大多在1℃以内,且温度变化趋势一致,进一步验证了本文分析解的正确性;随着风速的增加,出口气温不断降低且降幅逐渐减小,即降温效果已逐渐不明显,表明运营隧道内的风速控制需综合考虑降温效果和动力消耗。