高地溫隧道綜合施工技術(shù)研究報告-文庫吧資料
2025-05-10 22:11本頁面
【正文】 不穩(wěn)定傳熱系數(shù)的解析解相當(dāng)復(fù)雜，沒有統(tǒng)一的計算方法，一般參照礦井空調(diào)設(shè)計中的簡化公式或統(tǒng)計公式計算。圍巖與風(fēng)流間的不穩(wěn)定傳熱系數(shù)Kτ是指隧道圍巖深部未被冷卻的巖體與空氣間溫差為1℃時，單位時間內(nèi)從每m2隧道壁面上向空氣放出(或吸收)的熱量。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，物體內(nèi)的熱量通過熱傳導(dǎo)作用不斷地從高溫點向低溫點流動，使物體內(nèi)溫度逐步均一化。將（5）代入（3），即得： （6）整理得： （7）微分方程（7）的通解為： （8）根據(jù)邊界條件：t=t0時,L=0，即得L處平均風(fēng)溫計算公式： （9）當(dāng)巖溫變化系數(shù)為零時，公式（9）就可變換為公式（4），可以認(rèn)為公式（4）是公式（9）的簡化式。當(dāng)長度L=0時，t=t0，則 （3）分離變量兩邊積分、整理，得通風(fēng)量計算公式： （4）式中:V—通風(fēng)流量，m3/s； t0—初始風(fēng)溫，大于風(fēng)管出口風(fēng)溫1～3℃，℃；—空氣的平均定壓比熱，=／m3.℃；公式4沒有考慮巖溫隨開挖長度的變化因素，實際上開挖后圍巖的溫度隨暴露時間的增加不斷被風(fēng)流冷卻，也就是隨開挖長度的增加逐漸降低，圍巖與風(fēng)流間傳熱如圖4所示?！?； U─斷面周長（隧道），m； L─隧道距開挖面長度，m； tr─圍巖溫度，℃； t－距工作面L處的平均風(fēng)溫，℃?！?；F─流體接觸的壁面面積；Δt─壁面溫度與邊界層外流體溫度的差值。隧道開掘后，隨著時間的推移，圍巖被冷卻的范圍逐漸擴大，其所向風(fēng)流傳遞的熱量逐漸減少；為簡化研究，目前常將這些復(fù)雜的影響因素都?xì)w結(jié)到傳熱系數(shù)中去討論。針對對混凝土施工采用措施的建議及要求，根據(jù)圍巖開挖后，隨暴露時間的增加，巖溫不斷下降這一實際情況，確認(rèn)巖溫對混凝土的影響不大，但為了慎重起見，還是采取了選定合適的水灰比，采用高爐礦渣水泥（分離粉碎型水泥）等措施。探測的目的主要是預(yù)防大量溫泉水的涌入，探測結(jié)果是圍巖整體性較好，僅有少量裂隙水，不需要采取措施。巖溫量測應(yīng)盡量利用掌子面殘孔，沒有殘孔時利用新鉆炮孔，使用32cm長的溫度計，應(yīng)全部插入，要盡量早測、深測，測量要靠近受風(fēng)流影響小的邊、角、底部，每次不少于3個孔。夏季夜間施工，采用噴霧灑水配合通風(fēng)降溫仍然不能把工作面區(qū)域溫度降到30℃以下時，應(yīng)啟動運輸冰塊降溫預(yù)案；在預(yù)定通風(fēng)時間內(nèi)，風(fēng)流溫度達不到預(yù)期目的時，應(yīng)延長時間。裝載機出渣作業(yè)時，使用經(jīng)改進的噴射混凝土噴頭，不間斷的對裝載機噴霧灑水降溫，每隔半小時在裝載機水箱內(nèi)加注冷水并投放適量冰塊，防止裝載機因為高溫造成的發(fā)動機功率下降、制動性能減弱等故障，在駕駛室內(nèi)擱置自制冰塊，配合設(shè)備的空調(diào)系統(tǒng)為操作人員創(chuàng)造舒適的工作條件；增加自卸汽車的配置數(shù)量，減少汽車在洞內(nèi)的作業(yè)時間，汽車進洞前在水箱內(nèi)加注冷水，投放適量冰塊，駕駛員攜帶冰塊配合空調(diào)降溫；加強行車路面的灑水降溫工作，防止暴胎；利用鉆孔時間，對裝載機、自卸汽車進行保養(yǎng)，確保設(shè)備運轉(zhuǎn)正常。：高地溫隧道施工時，為了施工人員的身體健康，同時也是為了提高勞動效率，改8小時作業(yè)為3小時作業(yè)，對施工人員全面體檢，禁止有高血壓、心臟病的患者及循環(huán)器官有異常的人員參加勞動，同時配備醫(yī)務(wù)人員進行熱痙攣癥、熱虛脫癥和熱射癥等中暑癥的防治工作。 工作面人工制冷降溫當(dāng)采用隔絕熱源、加強通風(fēng)、噴霧灑水等非制冷措施不足以消除熱害時，根據(jù)有關(guān)資料，可用空調(diào)系統(tǒng)進行降溫。先期進洞拉風(fēng)管至工作面及實施噴霧灑水的工作的人員采用礦泉水瓶、塑料袋灌水制作冰塊，用于施工人員個體防護。根據(jù)插袋式冷卻背心是在冷卻背心中插入蒸發(fā)冷卻袋或羽冰冷卻袋或相變冷卻袋的原理，決定利用普通冰柜制作冰塊，用于施工人員個體防護。 采取有效的個體防護據(jù)有關(guān)資料介紹，個體防護的方法是讓施工人員穿戴冷卻背心或冷卻帽。 熱水防治熱水對風(fēng)流的加熱作用相當(dāng)顯著。在出渣前，對爆破作業(yè)后新暴露的巖面、巖塊、碎渣噴水灑水降溫，減少熱源；施工時，采用2～4臺噴霧器配合通風(fēng)降溫。在通風(fēng)量計算時，應(yīng)盡量加大洞內(nèi)風(fēng)速，最低應(yīng)按1級軟風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)（～），使人感覺相對舒適。通過減少風(fēng)阻、防止漏風(fēng)、更換或增加風(fēng)機，將通風(fēng)軟管出風(fēng)口置于距掌子面10m之內(nèi)的位置，加強通風(fēng)管理等措施加大進風(fēng)量。主要技術(shù)措施如下： 通風(fēng)降溫依據(jù)傳熱學(xué)原理，參照有關(guān)圍巖與風(fēng)流間傳熱量的計算方法，研究開發(fā)適合高地溫隧道施工的通風(fēng)降溫計算公式、計算方法。祿勸鉛廠引水隧洞1支洞掘進至SD1+300以后，圍巖溫度不斷升高，當(dāng)圍巖溫度達到50℃以上時，施工環(huán)境嚴(yán)重惡化，開始采用加大通風(fēng)量、噴霧灑水措施降溫，初始還能維持施工，但當(dāng)巖溫達到60℃時，由于施工人員的中暑反映及機械設(shè)備的故障，使施工一度被迫中斷。因為隧洞穿越為陡巖地形，水平方向必然臨近深埋地段，地溫受深埋地段影響；隧道處于地下溫泉多發(fā)地段，距隧洞約600m處有一處溫泉，水溫70～80℃，距隧道約300m處普渡河邊有一處溫泉，水池水溫63℃，形成溫泉的地質(zhì)條件及溫泉的影響，是隧洞形成高地溫的主要原因，因事發(fā)突然，缺乏對地質(zhì)資料的深入研究，不排除其它方面的復(fù)雜原因。祿勸鉛廠水電站引水隧洞的埋深不大，施工中出現(xiàn)高地溫屬于不可預(yù)見的突發(fā)事件，形成原因非常復(fù)雜。巖漿侵入體的余熱、硫化礦床的氧化熱等。⑵ 放射性元素的裂變熱的熱源：在地球內(nèi)部由于放射性元素不斷進行脫變或其他原因放出大量熱能，加之巖石是熱的不良導(dǎo)體，因此在地下深處積累了大量熱能，發(fā)生較高溫度，此種現(xiàn)象稱為地?zé)岈F(xiàn)象。附：開挖斷面圖（臨時支護）2 高地溫的熱源⑴ 火山熱的熱源
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1