公路隧道施工压入式通风流场及瓦斯分布规律研究

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1、公路交通技术2015年4月第2期TechnologyofHighwayandTransportApr．2015No．2DOI：10．13607／j．cnki．gljt．2015．02．26公路隧道施工压人式通风流场及瓦斯分布规律研究彭佩，熊艳(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵阳550081)摘要：压入式通风是隧道施工中采用较多的通风方法。为研究瓦斯隧道台阶法施工压入式通风流场及瓦斯分布规律，利用流体力学软件Fluent建立隧道三维模型并进行数值模拟，对局扇出风1：7与下台阶面不同布设距离及

2、布设形式下流场进行对比，分析局扇布设位置对瓦斯浓度、风流速度分布的影响。模拟结果表明：在相同的入1：7速度条件下，局扇距离下台阶面越远，射流区迎头断面瓦斯浓度越大，回流区中高浓度瓦斯区域范围越小但最高浓度越大；局扇与风管异侧布设能平衡上下台阶区段内瓦斯分布。该研究为提出改善通风效果的途径提供理论依据。关键词：瓦斯隧道；压入式通风；数值模拟；瓦斯分布文章编号：1009—6477(2015)o2一ol17—06中图分类号：U459．2文献标识码：AResearchOnFlowFieldsandGasDis

3、tributionLawsofPress-inVentilatingandGaSinConstructionofHighwayTunnelsPENGPei．XIONGranAbstract：Thepress—intypeventilationisaventilatingmethodthatismoreadoptedintunnelconstruction．Inordertoresearchflowfieldsandgasdistributionlawsofpress-inventilatinginco

4、nstructionwiththegastunnelbenchcutmethod，thispaperestablishesathree—dimensionalmodelbymeansoffluidmechanicssoftwareFluentandperformsnumericalsimulation，comparesdifferentsettingdistancesfromtheairoutletoflocalfansandlowerstepsurfacesandflowfieldsunderthe

5、settingforms，andanalyzestheinfluencesofsettinglocationsoflocalfansondistributionofgasconcentrationandairflowspeed．Theresultofsimulationshowthatundertheconditionofthesameinletspeed，thefurtherthelocalfansarefromlowerstepsurfaces，themorethegasconcentration

6、atfrontalsectionofforwardflowzone，thesmallertherangeofhigh—concentrationgasareainrecirculationzone，butthemorethemaximumconcentration；andarrangementoflocalfansandairductsonoppositesidesc‘anbalancegasdistributioninupperandlowerstepsections．Thisresearchpro

7、videsatheoreticalbasisforputtingforwardthewaysofimproving—ventilatingeffect．Keywords：gastunnel；press—inventilation；numericsimulation；gasdistribution瓦斯是一种具有爆炸性、有毒性、窒息性和不稳的隧道施工通风经验及规范，往往忽略了台阶法施定性的有害气体。在有瓦斯的特殊隧道施工过程工隧道空间结构的特殊性和瓦斯与空气相互作用及中，一旦控制措施不当，将很可能导致瓦斯

8、积聚，引其运移规律等对通风效果的影响。为进一步提高瓦发瓦斯安全事故，威胁洞内作业人员生命安全。因斯隧道施工通风效果，有必要依托实际工程，结合现此，必须采取适当的通风措施。在目前的瓦斯隧道有理论并利用可行软件对台阶法施工通风过程中存台阶法施工中，通常采用局部压人式施工通风方在瓦斯溢出时隧道内风流分布、瓦斯浓度分布规律式¨，即利用洞外风机通过风管向掌子面压送新进行研究。鲜风流J。然而，通风系统的设计通常依赖于传统风流及瓦斯浓度分布的研究通常利用计算流体基金项