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隧道建设(中英文) ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (S1): 226-235.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2025.S1.023
斜井热位差影响下的公路隧道施工通风优化研究——以中梁山瓦斯隧道为例
杨乾1, 李建铭2, 胡彪1, 张学富2, 熊成余1, 李林杰2, *
Ventilation Optimization for Highway Tunnel Construction Affected by Thermal Potential Difference in Inclined Shafts: A Case Study of Zhongliangshan Gas Tunnel
YANG Qian1, LI Jianming2, HU Biao1, ZHANG Xuefu2, XIONG Chengyu1, LI Linjie2, *
(1. The Fourth Engineering Co., Ltd. of CCCC First Highway Engineering Co., Ltd., Nanning 530000, Guangxi, China; 2. School of Civil Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China)
摘要: 为探究利用斜井热位差优化公路隧道施工通风的方法,提高隧道施工的安全性,以重庆市北碚区中梁山瓦斯隧道为例,采用理论分析与数值模拟相结合的方法进行研究。首先分析隧道内外温差及斜井坡度引起的热位差对隧道通风的影响,计算夏季和冬季热位差产生的压强差,并据此分析自然风在斜井内的流动趋势; 随后建立隧道数值模型,模拟不同工况下隧道内部的风速、风向、通风死区以及瓦斯体积分数的分布情况。研究结果表明: 热位差对隧道内的通风性能具有显著影响; 在夏季,当热位差引起的自然风与射流风机风向相冲突时,会导致隧道内形成通风死区,降低通风效率,不利于瓦斯的排出。在此基础上,提出结合自然风与机械通风协同作用的通风优化方案,充分利用斜井热位差进行通风,显著提升风速和通风效率。优化后,斜井风速随着热位差的增大而增加; 同时,隧道整体平均风速也有所提升,通风死区体积大幅减少,平均瓦斯体积分数降低,能显著提高施工瓦斯隧道的安全性。