隧道施工开挖面瓦斯涌出及扩散规律研究.pdf

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1、第32卷第2期2015年2月公路交通科技JoumalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentV01．32No．2Feb．2015doi：10．3969／j．issn．1002—0268．2015．02．019隧道施工开挖面瓦斯涌出及扩散规律研究张雪金1，方勇1，彭佩2，赵子成3(1．西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，四川成都610031；2．贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州贵阳550081；3．中国中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031)摘要：为探明瓦斯隧道施工过程中瓦斯积聚现象的发生原理和开挖面流场、瓦

2、斯涌出及扩散规律，建立压入式通风三维数值计算模型，研究瓦斯涌出量、风量大小和风管位置等因素对瓦斯扩散的影响。结果表明：在瓦斯涌出面附近区域，瓦斯浓度大梯度变化现象主要发生在回流区，且伴随瓦斯积聚现象发生，但随着与瓦斯涌出面距离的增加，瓦斯浓度逐渐趋于均匀；瓦斯涌出量越大，对流场影响越严重且漩涡范围越大，漩涡对瓦斯扩散有滞留作用；增大通风量可以有效控制瓦斯积聚，但风管布置位置只在一定范围内对瓦斯积聚影响较大。关键词：隧道工程；施工通风；数值模拟；瓦斯涌出；瓦斯积聚；扩散中图分类号：u456．3文献标识码：A文章编号：1002一0268(2015)02一0119—08StudyonReguIari

3、tyofGasEmissionandDiffusionatTunnelFacedur．ngTunnelC0nstructionZHANGXue-jinl，FANGYon91，PENGPei2，ZHAOZi—chen93KeyLaboratoryofTransponationTunnelEn舀neeringofMinistry“Education，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China；2．GuizhouTransportationPlanningSurvey＆DesignInstituteCo．，Ltd．，GuiyangGu

4、izhou550081，China；3．ChinaRailwayEryuanEngineeringGmuPCo．，Ltd．，ChengduSichuan610031，China)Abs”act：Inordertoascenainthegeneratingprincipleofgasaccumulationandthe11llesofVentilationflow6eldoftunnelface，gasemissionanddifhsionduringtheprocessoftunnelconstruction，the3Dnumericalcalculationmodelsofforcedven

5、tilationareestablishedtostudytheimpactofgasemissionquantity，airquantityandairductpos“ionsongasdifnsion．Theresultshowsthat(1)thelaI‘gegradientchangeofgasconcentrationisinbacknowzoneandthephenomenonofgasaceumulationappearsnearthegasemissionface，however，thegasconcentrationtendstobeunifo舯withthedistance

6、l●omgasemissionfaceincreasing；(2)thelagerthegasemission，thegreatertheef．fectonthenow6eldandthebroaderthescopeofwhirlpool，andthewhirlpoolhasaI℃tentionefkctonthegasemission；(3)IncI七asingtheventilationquantitycanefkctivelycontrolgasaccumulation，butthearrangementofairductpositionsexertsla唱erimpactontheg

7、asaccumulationonlywithinacertainrangeofpositions．Keywords：tunnelengineering；constmctionventilation；numericalsimulation；gasemission；gasaecumulation：difrusion。引言柔篥麦墨当蒿嘉磊馨鬟?耋豸婴萎墓皇塞}誓薪翥隧道穿越煤系地层施工，常伴有瓦斯涌出，