高地温隧道施工过程气温-时间数学关系研究

• 作者: 胡政 杨松 艾祖斌 郭维祥 陈全胜
• 来源期刊: 公路交通科技
• 关键词: 隧道工程 气温&时间关系 气温实测 数据拟合 施工循环
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 隧道工程
• 页码范围: 73-80
• 页数: 8页
• 分类号: U459.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-0268.2021.03.010

摘要

为了研究一个完整隧道施工循环的气温变化规律,以红河州建水(个旧)至元阳高速公路在建高地温隧道-尼格隧道为研究对象.该隧道为高岩温与高水温并存的在建深埋特长隧道,最高水温达63.4℃,最高岩温达88.8℃.针对性地设计了一套气温监测装置,共实测了5个完整施工循环共计约2200个气温值,连续测试时长达74 h,并对实测气温数据进行统计和拟合分析.结果表明:施工过程掌子面区域的气温随时间的变化可划分为4个阶段:下降阶段(第1阶段),骤升阶段(第2阶段),快速上升阶段(第3阶段),缓降阶段(第4阶段).其中爆破及新鲜围岩散热(对应于第2阶段,第3阶段)对隧道施工区域的气温贡献最大.第1阶段对应于打钻施工环节,气温随时间呈现线性下降趋势,下降率约6％ ～8％;第2阶段对应爆破施工环节,气温在短时间内气温出现骤升,上升率为10％ ～12％,但持续时间短,出现一定的骤降;第3阶段为爆破后的围岩散热,气温出现快速上升,上升率约为4％～5％,用Boltzmann函数能比较准确地描述第2、第3阶段的气温随时间变化关系;第4阶段对应于排险、出渣施工环节,气温值变化较为复杂,整体呈现线性缓降趋势,下降率约1％ ～2％,受机械作业影响,气温出现多处异常高值.建立了施工过程4个阶段的气温随时间的数学表达式.