摘要：为分析隧道内出碴车行驶时产生的二次扬尘对施工环境的影响并研究其扩散规律,依托采用钻爆法施工的敦格铁路某高海拔单洞单线特长隧道建立三维数值模型,并通过现场实测进行验证;以出碴车速度、隧道底面积尘负荷2个因素为变量,基于现场数据设置9种工况,对通风条件下出碴车在高海拔隧道中行驶产生的气流速度场和扬尘浓度场进行三维非稳态模拟;根据模拟结果,进行扬尘浓度与出碴车速度、底面积尘负荷扬尘浓度、扬尘浓度沿程分布的关系拟合。结果表明:出碴车行驶过程中,环隙流和尾部涡流是隧道底面积尘上扬扩散的主要原因;出碴车后部二次扬尘浓度与出碴车速度、隧道底面积尘负荷均呈沿程递增的二次函数关系;隧道底面积尘负荷一定时,自出碴车启动后25 s至驶出隧道的时段内,二次扬尘平均浓度沿程符合玻尔兹曼分布;出碴车速度、行驶时间是影响隧道内二次扬尘浓度分布的主要因素,确定合理的车速有利于缩小二次扬尘的扩散范围。

摘要：高海拔隧道施工通风设计对于保证隧道施工人员安全及机械高效意义重大。本文总结归纳了关于高海拔隧道通风需风量、机械效率、漏风率及供氧等关键参数最新研究成果,主要包括需风量计算中与海拔高度有关的系数,海拔高度对风机效率影响,漏风率随海拔高度变化规律;以及高海拔隧道施工供氧初始高度确定、供氧标准以及供氧方式。研究成果对川藏公路及铁路隧道施工通风设计具有一定的指导意义。

摘要：风管漏风率已逐渐成为高海拔隧道施工需风量设计的一个控制指标。为深化这一领域的研究,首先从理论上推导隧道风管漏风量和沿程各段漏风率的计算式,明确漏风开孔面积是影响风管漏风率的重要参数;然后,依托海拔3 850 m的巴朗山隧道,采用理论计算和数值模拟2种方法探讨不同开孔面积下漏风率的变化规律,推导风管漏风率的开孔面积修正系数计算式,并通过现场实测分析更换新风管前后开孔面积对漏风率的影响。结果表明:平原地区风管不同开孔面积下平均百米漏风率为1.54%~3.24%,高海拔地区为2.04%~4.31%,后者约为前者的1.33倍;风管平均漏风率随开孔面积增大而升高,且开孔面积越大,漏风率升高幅度越大;更换新风管后,由于减小了开孔面积,因此有效降低了漏风率,巴朗山隧道入口端平均漏风率从3.61%降至1.47%,出口端则从3.82%降至1.28%,从而保障了高海拔隧道施工的通风需求。

摘要：针对川西高海拔隧道抗防冻设计问题,对运营期公路隧道洞内气温采用实测和数值模拟等方法,对隧道洞内纵向温度特征及抗防冻设计方法进行研究。结果表明:1)川西高原较短隧道冬季洞内纵向温度呈负温贯通状态,长隧道、特长隧道的洞内纵向温度呈现出弱对称或非对称分布特征。2)冬季隧道洞口温度及洞身负温分布状态与隧道自身所处环境有关,尤其是隧道两端地形特征及高差程度。3)洞口负温段冻结指数和年冻结天数均随进洞距离的增大呈减小趋势,但单向自然风占主导的隧道下降趋势较缓。4)川西高原隧道衬砌防冻设计宜结合围岩冻胀敏感性,考虑以冻结指数180℃·d为临界值较为合理,两侧水沟保温设防长度可按月平均气温0℃考虑;考虑到冻结指数大于180℃·d且月平均气温低于0℃的衬砌段落会经受短时频繁冻融循环作用的影响,建议采取必要措施改善混凝土耐久性指标,确保隧道衬砌结构的长期稳定性。

摘要：针对川西高海拔隧道防冻保温设计参数取值问题,文章基于10座典型川西高原隧道运营期洞内纵向实测温度数据,对川西高海拔隧道洞内纵向温度特征及防冻参数进行了研究。研究结果表明:川西高原运营期隧道洞内纵向温度分布类型可分为贯通型、弱对称型和非对称型3种;高海拔隧道长度愈长,冬季洞口与洞内的温差越大,川西高原隧道冬季洞口与洞内的最大温差和隧道长度呈线性关系;基于隧道洞口实测温度数据,提出了川西高原隧道洞口保温层铺设厚度的经验计算公式;结合洞口气温和冬季洞口风速等参数对洞口段保温层设防长度进行了综合分析,提出了川西高原长隧道或特长隧道洞口段保温层铺设长度的经验计算公式;川西高原隧道洞口段保温层设计宜采用动态设计方法,条件允许下应根据隧道贯通后实测纵向温度数据进行修正。

摘要：在建立隔热层/衬砌/围岩的二维传热学分析模型基础上,基于二维稳态导热有限元分析方法对隧道围岩、衬砌温度场分布进行模拟仿真计算。首先,对地域环境年平均气温-3.5℃条件下,不同设计厚度的热固性隔热料福利凯(FLOLIC FOAM)的防冻保温效果进行了分析;其次,对防冻保温层设计厚度为5 cm且隧道环境温度由-3.5℃下降至-10℃时,单位厚度隔热层防冻保温导致的温差变化及其产生的隔热效果进行了对比;第三,当隧道环境气温从-3.5^-35℃范围变化且隔热层厚度为5 cm时,给出了可达到的防冻保温最低温度范围。

摘要：为保障在高海拔隧道低压缺氧环境下工人的合理作息,从心率、血氧饱和度、脉搏、肺通气量和能量代谢率5个指标探究工人体力劳动强度等级,设计实验并分析得到不同工种的劳动时间率和体力劳动强度等级,提出隧道施工体力劳动强度多因素度量模型。研究结果表明:开挖、喷浆、衬砌、抽水、爆破5个工种人员劳动时间率分别为81.25%,75.00%,81.25%,79.16%,79.16%;测试对象中有23.81%,61.90%和14.29%的工人分别处于Ⅱ级,Ⅲ级,Ⅳ级体力劳动强度,即有76.19%的工人处于“重”或“很重”的体力劳动强度;从人体机能指标与体力劳动强度关系来看,二者具有相关性,但线性相关关系不明显;体力劳动强度模型首次考虑5个指标,得出结果更加精准科学,有良好推广性。研究结果可为进一步优化该类型环境中工人体力劳动强度分级和职业健康与安全保障提供参考。

摘要：针对高海拔隧道低压缺氧威胁施工安全的问题,基于氧气质量守恒和等效气管氧分压两种方法分析了高海拔隧道施工供氧标准;并在海拔4 232 m的雀儿山隧道开展洞口与掌子面温度、气压和氧含量长期监测。结果表明:实测洞口氧气密度比理论分析低4. 93%;而实测气管氧分压比理论分析低0. 6%,等效气管氧分压方法更适用于高海拔缺氧程度预测。洞口与掌子面温度和大气压力呈夏季高、冬季低的季节性波动。隧道掘进1 500 m以后,在保证良好通风条件下,掌子面比洞口气管气氧分压平均低0. 46 k Pa;随着推进距离继续增大,气管氧分压降低不明显。现场测试发现弥散式供氧方法能够有效增加施工区域的氧气含量,但由于供氧需求量大,施工建议采取弥散式供氧、个人携氧与移动式吸氧车供氧相结合的方式,保障隧道施工人员的氧气需求。

摘要：文章通过建立三维CFD数值模型,研究了单向通风条件下高海拔寒区隧道洞内纵向温度场的分布规律及不同因素对温度场的影响。结果表明:当洞口平均温度高于-2℃,洞口风速小于1.2 m/s时,隧道衬砌表面会呈现出正温状态,可以不采取保温防冻措施;在同一洞口风速作用下,随洞口温度的降低,洞内纵向负温长度虽有所增加,但在围岩对洞内空气加热作用下,增加幅度逐渐减弱;在同一洞口温度作用下,随着洞口风速增大,进风一侧冬季0℃点位置会向洞内纵向延伸,增大隧道可能出现冻害的段落长度;基于正交试验,得出寒区隧道纵向温度场影响因素的敏感度排序为洞口风速>洞口气温>隧道长度;合理确定高海拔隧道保温层设防长度,需考虑洞口风速情况,寒区隧道选线应避免洞口轴线与风向平行的情况,应尽量与风向垂直或大角度相交。研究成果可为寒区隧道的建设与防冻设计提供科学参考。

摘要：为了保障高海拔隧道施工人员的生命安全和内燃机械的高效运作,依托海拔3800 m的某隧道工程提出了通风管路供氧和专用管路供氧两种通风供氧一体化设计方案,计算了不同海拔地区及洞内掌子面的环境参数及两种通风供氧一体化方式的需氧量。采用数值模拟对两种供氧方式的供氧效果进行分析。结果表明:(1)通风管路供氧方式与专用管路供氧方式下的供氧量分别为0.576 m^(3)/s和0.385 m^(3)/s;(2)通风管路供氧方式的流场稳定时间为50~60 s,而专用管路供氧方式的流场稳定时间为60~160 s;(3)通风管路供氧方式的供氧效果好,各测点氧含量均达到供氧目标,而专用管路供氧方式仅当供氧管路布置在风管上方且距离掌子面30 m时才能获得较好的供氧效果。