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隧道建设(中英文) ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (S2): 193-203.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2025.S2.017
毛晴松1, 贺飞1, 贾连辉1, 宁向可1, 张啸1, 林赉贶2
MAO Qingsong1, HE Fei1, JIA Lianhui1, NING Xiangke1, ZHANG Xiao1, LIN Laikuang2
摘要: 为研究高海拔隧道内不同通风参数下流场、氧气质量分数分布的变化规律及优化措施,通过开展隧道内现场试验验证并建立计算流体力学CFD仿真模型,对施工状态下的高海拔隧道各类耗氧边界进行假设与计算,开启组分输运方程模拟TBM隧道内氧气质量分数的分布情况,分析不同出风口风速、面积、氧气质量分数对低氧区域体积占比、变化规律的影响和低氧区域形成原因。对比试验数据与数值模拟结果表明: 1)空气中氧气体积分数主要在内燃机车附近发生骤降,随着到掌子面距离增加呈波动上升趋势; 2)当出风口风速从14 m/s增大到20 m/s时,可有效降低低氧区域在隧道内的占比,提高隧道内氧气质量分数; 3)出风口面积与低氧区域体积百分比成负相关关系,随着出风口面积逐渐增大,低氧的区域面积显著增加,富氧与低氧界面间的氧气质量分数变化梯度也逐渐变大; 4)出风口处的氧气质量浓度为0.275 kg/m3, 以保证不出现低于20%氧气体积分数的空气,满足高海拔隧道施工的需要。