闽南地区冬季隧道复合式路面结构温度分布规律研究

基于闽南地区隧道工程项目实例,运用有限元软件分析了冬季条件下隧道复合式路面结构的温度分布规律。研究结果表明:随着洞内纵向深度和路面结构深度的增加,各结构层温度日变化幅度逐渐减小,变化相位有滞后现象,洞口与洞内90 m处沥青面层表面温度日变化幅度相差6.51 ℃,结构深度36 cm处日温度最低时刻滞后2 小时,洞口处沥青面层表面与结构深度36 cm处温度日变化幅度相差8.03 ℃,日最低温度滞后10 小时;路面结构温度随隧道纵向深度变化分成洞口不稳定段和洞内稳定段,且随着结构深度的增加,洞内温度不稳定段长度逐渐减小,沥青面层表面与结构深度36 cm处不稳定段长度分别为30 ,20 m,长度减小10 m。     

高速公路隧道洞内环境安全性评价指标

基于洞内环境对隧道路段行车安全的影响,从洞内空气污染、过渡段照明、噪声方面选取隧道洞内环境安全性的评价指标,并对各项指标制定安全评价标准。高速公路隧道洞内环境安全性评价指标的建立为高速公路隧道运行环境安全性评价以及运行安全管理提供基础依据。     

高地温隧道温度场监测及施工降温技术研究

以梅州至潮汕铁路丰顺隧道工程为依托，开展了高地温隧道现场温度和湿度监测，分析了高地温隧道温度场分布规律。监测结果表明:洞内湿度高达85.3%，温度高达32.1℃，大于规范规定的隧道施工期间洞内气温不得高于28.0℃的卫生及安全标准的要求。通过采用通风降温、铺设隔热层等多种施工降温措施，保证了隧道的正常施工。     

考虑通风与围岩条件的寒区隧道温度场模型及作用规律研究

为了解决寒区隧道温度场的预测问题,为寒区隧道抗冻设防提供指导,结合传热学、流体力学的基本方法,根据能量守恒原理,推导寒区隧道风流温度场的传热模型,并在此基础上,借助有限差分方法,探讨通风和围岩条件对寒区隧道温度场分布的作用规律。研究结果表明: 1)入口风温越低,风流速度越大以及断面越大,相同位置处洞内温度越低,这是由于进入洞内的冷空气更多,入口风温每降低5 ℃,同位置洞内风流温度平均降低3. 8 ℃; 2)风流温度决定了离壁面一定范围的围岩温度大小,风流温度越低,冻结深度与受到影响的围岩范围更大; 3)初始岩温越大,围岩温度分布曲线越陡峭,围岩导热系数则相反,且初始岩温每增加 5 ℃,冻结深度减少0. 24 m,受影响的围岩径向深度减少0. 32 m。     

寒区隧道浅埋段温度场解析解

依据传热学中的固体热传导理论,结合寒区隧道浅埋段传热特征,建立了考虑地表和洞内气温联合作用下的浅埋段隧道传热数学模型。为便于求解,根据空气温度周期变化的特点,运用热叠加原理把复杂温度边界条件下的隧道瞬态传热问题分解为温度周期变化下的瞬态传热问题和恒温边界作用下的稳态传热问题,综合运用分离变量法与Laplace变换法相结合,理论推导隧道浅埋段温度场的解析解,并将其与隧道温度场实测数据进行对比验证,理论解与实测值的误差为4.5%,理论解达到了工程精度要求。分析隧道埋深、洞内气温和保温层厚度对隧道温度场的影响规律,并建立了寒区隧道浅埋段保温层厚度的设计计算方法,可为工程人员提供指导。     

多年冻土区隧道传热模型及温度场分布规律

针对高温多年冻土区隧道传热模型及温度场分布规律开展深入的理论分析、数值模拟和现场监测研究。首先,基于热传导理论,建立隧道衬砌和围岩径向传热模型,利用叠加原理和拉普拉斯变换法求得寒区隧道衬砌和围岩的温度场理论解;其次,建立洞内空气的传热微分方程,根据能量守恒原理,建立隧道纵向洞内空气与洞壁的气-固耦合传热模型,结合径向温度场理论解,提出多年冻土区隧道衬砌、围岩及洞内空气的三维温度场计算方法,该计算方法可考虑围岩、衬砌、保温层等多层传热介质及隧道沿洞轴线的不同埋深;最后,根据依托工程现场实测数据,反演围岩的热物性参数,并运用推导的隧道纵向传热模型和横向传热模型,分析姜路岭隧道不同冻土区内衬砌和围岩中的温度场分布规律。研究结果表明：在隧道径向,多年冻土和非冻土围岩温度都会随洞内气温的变化而产生波动,距离围岩表面越近,温度振幅越大,且热量在围岩径向传递过程中有一定的滞后性;在隧道纵向,在一年中最冷时刻,隧道衬砌及围岩温度呈“两端低,中间高”,此时姜路岭隧道围岩、二衬表面最高温度分别为-2.72℃,-7.80℃;在一年中最热时刻,衬砌温度呈“两端高,中间低”,此时姜路岭隧道二衬表面最低温度为1.92℃,但由于受围岩初始地温的影响,围岩表面的温度呈倒V形,最低温度为-1.22℃。     

高速公路特长隧道内饰景观设计

为提升国内高速公路特长隧道洞内驾驶舒适性和景观性,提高洞内行驶的安全性,对隧道内饰景观设计进行研究。以重庆城口至开县高速公路旗杆山隧道为例,对隧道内饰方案设计进行探讨,使其让驾乘者在洞内行驶感到安全、舒适、放松,同时体验景观性和文化性的隧道洞内环境,供国内特长隧道洞内景观设计参考。     

隧道运营期内部空气温度的预测分析

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。     

高海拔特长隧道低温大风环境及对围岩-结构温度场的影响

为探明高海拔特长隧道洞外低温大风的成因、特征及对洞内风场、围岩-结构温度温度场的影响,以国道317线雀儿山隧道为工程依托,采用气象站、手持风速仪、红外测温仪、埋入式多点铂电阻温度传感器等,对冬季隧道贯通前后进出口两端隧址区、洞内净空风速、风向、温度以及隧道轴向、径向的围岩-结构温度场进行现场实测,分析低温大风成因和特征、隧道贯通前后负温区范围、风速风向变化规律以及对洞口段和洞深部围岩-结构温度场的影响。研究结果表明：受高原大尺度大气环流产生的高原季风以及雀儿山两侧日照时间、地形引起的小尺度范围内自由大气热力差影响,隧址区冬季风速高、温度低;大风时段主要集中在14：00~21：00,平均风速达10 m·s^-1,负温时段主要在19：00~8：30,隧道进、出口日最大气温差分别为23.5℃和28℃;隧道贯通前,进出口两端负温区段在860 m以内;贯通后,出口端主洞和平导负温区段为1 200,1 280 m,分别比进口端长了340,420 m;贯通前后,隧道深部最低风速分别为1.1,2.2 m·s^-1,洞内风向由两端向洞内方向转化为主要由出口向进口方向;隧道洞口浅埋段围岩和衬砌结构径向负温范围在贯通前为1.20 m,贯通后为0.80 m,且在上述范围内温度变幅较大;低温大风对隧道深部的围岩温度影响不大,但对结构表面温度影响明显,由于变温区主要集中在二衬混凝土结构内部,因此要重视结构内部产生的冻胀作用。     

东西高速公路隧道火灾逃生模拟分析

隧道内发生火灾是不可避免的,该文利用FDS(Fire Dynamics Simulator)软件,模拟了隧道内发生火灾时洞内温度、能见度、热辐射强度以及随时间蔓延、扩散的情况,为火灾逃生分析提供了理论依据,并提出了减少火灾灾害的措施.     

彩虹岭特长公路隧道施工环境通风方案设计

公路特长隧道施工的通风是隧道施工中的一大技术难题。根据南方地区雨季较多,全年湿度较大,洞内和洞外温度相差不大,洞内空气流动相对困难的环境条件,从工程施工通风设备的实际出发,通过几种方案的比较,本着“安全、可靠、经济、合理”的原则进行通风方案的优化设计。     

隧道塌方处理分析与对策

针对贵州省道安高速豹子菁隧道洞口段塌方,分析了"地表注浆+洞内强支护"和"洞内注浆+洞内强支护"2种针对性处理方案,并对2种处理方案隧道二次衬砌的弯矩、轴力进行数值计算分析。结果表明:二次衬砌最大弯矩发生在拱顶,最大轴力发生在墙脚,"洞内注浆+洞内强支护"对于处理此类塌方是合理可行的。     

隧道内装饰工程

为了提高隧道边墙面反光率，减少墙面污染并利于清洁，也兼顾洞内美观，提高运营舒适性，对隧道内墙宜进行装饰、经过对装饰标准、衬砌结构、洞内照明、工程量大小以及材料性能、来源、经济性等因素的对比分析，成渝公路重庆段隧道的洞内装饰确定采用边墙钢砖和拱圈涂料装饰方案。     

凉水井隧道膨胀性围岩分析及治理措施

根据膨胀性围岩的特点,对凉水井隧道洞内膨胀性围岩与洞内白云岩等围岩进行取样分析,并提出了治理措施.通过对凉水井隧道围岩取样研究,证明隧道膨胀性围岩内含石膏,并根据检测结果及石膏灰岩的特性,采取了治理措施,施工掘进中未出现收敛位移加大、支护开裂等现象.     

隧道向装饰工程

为了提高了隧道边墙面反光率，减少墙南污染并利于清洁，也兼顾洞内美观，提高运营舒适性，对隧道内墙宜进行装饰，经过对装饰标准，初砌结构，洞内照明，工程量大小以及材料性能，来源，经济性等因素的对比分析，成渝公路重庆段隧道的洞内装饰确定采用边墙钢砖和拱圈涂料装饰方案。     

隧道爆破振动试验研究

由于某隧道从水库斜下方穿越且存在断裂破碎带,为确保隧道施工不会引起F3断裂破碎带孔隙变大、同时保证隧道爆破施工不危及水库大坝的安全运营,必须进行爆破振动试验及监测分析。通过对水库坝体及隧道洞内进行爆破振动监测与试验,数据结果表明,大坝坝体两测点监测的爆破振动速度均小于爆破振动控制预警标准2.5cm/s,表明隧道洞内掌子面爆破未对水库大坝坝体造成不利影响,隧道洞内拱腰位置水平切向振速较大。并通过爆破振动监测,了解地下工程爆破振动规律。     

某城市地铁暗挖隧道地表塌陷原因分析及处理技术

结合某城市地铁矿山法暗挖隧道地表坍塌实例,分析地表坍塌的原因,根据塌陷对地表管线和洞内施工造成的险情现状,提出洞内外施工处理技术,并提出下一步本工程隧道开挖的安全施工技术管理措施。     

寒区隧道温度场测试及其影响因素的正交试验

为探究多年冻土及季节性冻土区隧道环境及围岩温度的分布规律及其影响因素,依托吉林省图珲高速公路东南里隧道工程,现场开展隧道洞外、洞内气温测试及围岩温度测试,采用三角函数对温度测试结果进行拟合;通过ANSYS建立数值模型,对年平均气温、年温度振幅、隧道埋深和围岩的热物理参数及对流换热系数等温度场影响因素进行了正交试验。研究结果表明,隧道内气温随着距洞口距离的增大而增加,隧道洞口最大冻结深度不超过2.4m,隧道内温度及围岩温度随着时间的变化规律大致符合正弦曲线;年平均气温、年温度振幅、隧道埋深是隧道温度场的主要影响因素,而围岩的热物理参数是隧道温度场的次要影响因素。     

公路隧道的交通特点研究

由于公路隧道属于封闭空间,交通空间有限、空气不易流通、环境噪音较大、洞内与洞外亮度差异悬殊,在隧道内极易发生交通事故并造成难以想象的后果。从公路隧道的环境特点、司机驾车的心理反应、洞内车辆的行驶方式等3方面探讨了公路隧道的交通特点,研究结果能够为公路隧道交通事故的成因分析和应对策略提供理论参考。     

延崇高速公路金家庄特长螺旋隧道温度场分布规律及保温层研究

为揭示寒区螺旋隧道温度场时空分布规律，依托金家庄特长螺旋隧道，采用现场监测方法研究寒区螺旋隧道温度场变化规律。基于此，通过数值模拟建立三维模型探究进口风速风温对温度场的影响，并拟合结果数据获得保温层敷设长度计算公式。研究表明： 1）随着进洞深度的增加，进、出口洞壁处空气年平均温度上升，而年温度振幅减小； 出口年温度振幅变化幅度略小于进口。2）隧道贯通后，洞内温度受两侧洞外相对低温的共同作用，同一断面处年平均温度下降，年温度振幅增大。3）隧道在直线段温度场分布规律与同条件的直线隧道一致，从曲线段开始内外径温度曲线发生分叉，外径侧温度较直线隧道温度大；而内径侧温度反之。4）进口风速越大、风温越低，对隧道温度场越不利，通过拟合公式，金家庄特长螺旋隧道进口的保温层长度至少需要1 239 m。