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：公路交通科技, 2021, 38(03): 73-80.

• 隧道工程
• 气温&时间关系
• 气温实测
• 数据拟合
• 施工循环

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2 200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。

• 出版日期2021
• 单位中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司