本发明专利技术公开一种考虑海拔和地温的隧道内温度舒适区范围确定方法，涉及隧道工程爆破施工技术领域，方法包括：根据模型参数、环境参数和设计规范，得到不同情况和不同海拔高度下的设计需风量；根据模型参数、环境参数、不同情况和不同海拔高度下的设计需风量，得到通风所需的风管风速和不同海拔下的供风温度；根据通风所需的风管风速和不同海拔下的供风温度，得到地温不变海拔变化以及海拔不变地温变化时隧道内温度场的变化；根据地温不变海拔变化以及海拔不变地温变化时隧道内温度场的变化，得到任意海拔与地温下隧道内温度舒适区范围。本发明专利技术能够确定高海拔和高地温的特殊环境下，隧道施工通风爆破阶段的隧道内温度舒适区范围。施工通风爆破阶段的隧道内温度舒适区范围。施工通风爆破阶段的隧道内温度舒适区范围。
【技术实现步骤摘要】
考虑海拔和地温的隧道内温度舒适区范围确定方法及系统
[0001]本专利技术涉及隧道工程爆破施工
，特别是涉及一种考虑海拔和地温的隧道内温度舒适区范围确定方法及系统。
技术介绍
[0002]钻爆法施工的全称为“钻眼爆破法施工”，指用炸药爆破来破碎岩体，开出洞室的一种施工方法，中国绝大部分的铁路隧道工程均用之。钻爆法的施工工期主要包括掌子面钻孔、装药爆炸(爆破阶段)、出渣(出渣阶段)、立架和湿喷五部工序；其中，掌子面又称礃子面，是坑道施工中的一个术语，即开挖坑道(采煤、采矿或隧道工程中)不断向前推进的工作面；爆破和出渣阶段需要通过施工通风对隧道内污染物、粉尘进行排出和稀释，并降低隧道内的空气温度，在一般隧道施工过程中，施工工序范围的设计预期在大量的实际工程应用和理论研究中取得比较成熟的结论。
[0003]川藏铁路沿线特殊的环境和地质条件，有多条隧道出现高海拔、高地温和海拔地温影响的施工通风难题，海拔升高、气压降低、空气密度降低、地温升高、空气粘性增大、海拔和地温都会改变隧道内空气的流动特性。
[0004]空气流动稀释污染物浓度并携带污染物运移，而特殊环境隧道采用钻爆法施工时，空气的流动特性发生变化，通风效果会直接影响爆破和出渣阶段的工作时长，施工工期越长，施工预算越高，因此合理控制和预测特殊环境下隧道内舒适区范围对缩短施工通风时长和合理设计施工工序范围至关重要。
[0005]由于爆破和出渣工序受空气流动特性的影响较大，因此施工通风阶段包含爆破和出渣阶段。以往的爆破和出渣阶段的作业时间都受到隧道断面、围岩级别、施工范围等工程因素决定，但在地温环境下还要保证隧道内空气温度控制在标准限制(28℃)以下，另外叠加海拔对空气流动特性的影响，预测不同海拔和地温影响下舒适区范围对施工通风效率、缩短施工工期和下一步选择围岩降温方式都具有非常重要的意义。
[0006]现有的高地温隧道施工通风中舒适区的预测，主要依靠工程经验，且多在低海拔隧道使用，而高海拔隧道建设受控因素多，建设难度和风险大，隧道的运营成本及安全问题也相对突出。基于此，如何确定高海拔和高地温的特殊环境下，隧道施工通风爆破阶段的隧道内温度舒适区范围，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是提供一种考虑海拔和地温的隧道内温度舒适区范围确定方法及系统，能够确定高海拔和高地温的特殊环境下，隧道施工通风爆破阶段的隧道内温度舒适区范围。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0009]一种考虑海拔和地温的隧道内温度舒适区范围确定方法，所述方法包括：
[0010]获取隧道的模型参数、环境参数和设计规范；
[0011]根据所述模型参数、所述环境参数和所述设计规范，得到不同情况下的设计需风量和不同海拔高度下的设计需风量；
[0012]根据所述模型参数、所述环境参数、所述不同情况下的设计需风量和所述不同海拔高度下的设计需风量，得到通风所需的风管风速和不同海拔下的供风温度；
[0013]根据所述通风所需的风管风速和所述不同海拔下的供风温度，得到地温不变海拔变化时隧道内温度场的变化以及海拔不变地温变化时隧道内温度场的变化；
[0014]根据所述地温不变海拔变化时隧道内温度场的变化以及所述海拔不变地温变化时隧道内温度场的变化，得到任意海拔与地温下隧道内温度舒适区范围。
[0015]可选地，所述根据所述模型参数、所述环境参数和所述设计规范，得到不同情况下的设计需风量和不同海拔高度下的设计需风量，具体包括：
[0016]根据所述模型参数、所述环境参数和所述设计规范计算不同情况下的设计需风量；所述不同情况下的设计需风量包括最小风速的计算风量、最多工作人数的计算风量、压入式通风的计算风量和稀释内燃废气的计算风量；
[0017]根据所述不同情况下的设计需风量得到零海拔高度下的设计需风量；
[0018]根据海拔修正系数和所述零海拔高度下的设计需风量，计算不同海拔高度下的设计需风量。
[0019]可选地，所述根据所述模型参数、所述环境参数、所述不同情况下的设计需风量和所述不同海拔高度下的设计需风量，得到通风所需的风管风速和不同海拔下的供风温度，具体包括：
[0020]根据所述模型参数、所述不同情况下的设计需风量和所述不同海拔高度下的设计需风量，计算通风所需的风管风速；
[0021]根据所述环境参数计算不同海拔下的供风温度。
[0022]可选地，所述根据所述通风所需的风管风速和所述不同海拔下的供风温度，得到地温不变海拔变化时隧道内温度场的变化以及海拔不变地温变化时隧道内温度场的变化，具体包括：
[0023]根据所述通风所需的风管风速和所述不同海拔下的供风温度，利用有限元分析得到地温不变海拔变化时隧道内温度场的变化以及海拔不变地温变化时隧道内温度场的变化。
[0024]可选地，所述根据所述地温不变海拔变化时隧道内温度场的变化以及所述海拔不变地温变化时隧道内温度场的变化，得到任意海拔与地温下隧道内温度舒适区范围，具体包括：
[0025]根据所述地温不变海拔变化时隧道内温度场的变化，利用数据拟合得到海拔变化下温度计算公式；
[0026]根据所述海拔不变地温变化时隧道内温度场的变化，利用数据拟合得到地温变化下温度计算公式；
[0027]根据所述海拔变化下温度计算公式和所述地温变化下温度计算公式，计算任意海拔与地温下隧道内温度舒适区范围。
[0028]本专利技术还提供了如下方案：
[0029]一种考虑海拔和地温的隧道内温度舒适区范围确定系统，所述系统包括：
[0030]参数和规范获取模块，用于获取隧道的模型参数、环境参数和设计规范；
[0031]设计需风量得到模块，用于根据所述模型参数、所述环境参数和所述设计规范，得到不同情况下的设计需风量和不同海拔高度下的设计需风量；
[0032]风管风速和供风温度得到模块，用于根据所述模型参数、所述环境参数、所述不同情况下的设计需风量和所述不同海拔高度下的设计需风量，得到通风所需的风管风速和不同海拔下的供风温度；
[0033]温度场变化得到模块，用于根据所述通风所需的风管风速和所述不同海拔下的供风温度，得到地温不变海拔变化时隧道内温度场的变化以及海拔不变地温变化时隧道内温度场的变化；
[0034]温度舒适区范围得到模块，用于根据所述地温不变海拔变化时隧道内温度场的变化以及所述海拔不变地温变化时隧道内温度场的变化，得到任意海拔与地温下隧道内温度舒适区范围。
[0035]可选地，所述设计需风量得到模块具体包括：
[0036]不同情况下的设计需风量计算单元，用于根据所述模型参数、所述环境参数和所述设计规范计算不同情况下的设计需风量；所述不同情况下的设计需风量包括最小风速的计算风量、最多工作人数的计算风量、压入式通风的计算风量和稀释内燃废气的计算风量；
[0037]零海拔下的设计需风量得到单元，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种考虑海拔和地温的隧道内温度舒适区范围确定方法，其特征在于，所述方法包括：获取隧道的模型参数、环境参数和设计规范；根据所述模型参数、所述环境参数和所述设计规范，得到不同情况下的设计需风量和不同海拔高度下的设计需风量；根据所述模型参数、所述环境参数、所述不同情况下的设计需风量和所述不同海拔高度下的设计需风量，得到通风所需的风管风速和不同海拔下的供风温度；根据所述通风所需的风管风速和所述不同海拔下的供风温度，得到地温不变海拔变化时隧道内温度场的变化以及海拔不变地温变化时隧道内温度场的变化；根据所述地温不变海拔变化时隧道内温度场的变化以及所述海拔不变地温变化时隧道内温度场的变化，得到任意海拔与地温下隧道内温度舒适区范围。2.根据权利要求1所述的考虑海拔和地温的隧道内温度舒适区范围确定方法，其特征在于，所述根据所述模型参数、所述环境参数和所述设计规范，得到不同情况下的设计需风量和不同海拔高度下的设计需风量，具体包括：根据所述模型参数、所述环境参数和所述设计规范计算不同情况下的设计需风量；所述不同情况下的设计需风量包括最小风速的计算风量、最多工作人数的计算风量、压入式通风的计算风量和稀释内燃废气的计算风量；根据所述不同情况下的设计需风量得到零海拔高度下的设计需风量；根据海拔修正系数和所述零海拔高度下的设计需风量，计算不同海拔高度下的设计需风量。3.根据权利要求1所述的考虑海拔和地温的隧道内温度舒适区范围确定方法，其特征在于，所述根据所述模型参数、所述环境参数、所述不同情况下的设计需风量和所述不同海拔高度下的设计需风量，得到通风所需的风管风速和不同海拔下的供风温度，具体包括：根据所述模型参数、所述不同情况下的设计需风量和所述不同海拔高度下的设计需风量，计算通风所需的风管风速；根据所述环境参数计算不同海拔下的供风温度。4.根据权利要求1所述的考虑海拔和地温的隧道内温度舒适区范围确定方法，其特征在于，所述根据所述通风所需的风管风速和所述不同海拔下的供风温度，得到地温不变海拔变化时隧道内温度场的变化以及海拔不变地温变化时隧道内温度场的变化，具体包括：根据所述通风所需的风管风速和所述不同海拔下的供风温度，利用有限元分析得到地温不变海拔变化时隧道内温度场的变化以及海拔不变地温变化时隧道内温度场的变化。5.根据权利要求1所述的考虑海拔和地温的隧道内温度舒适区范围确定方法，其特征在于，所述根据所述地温不变海拔变化时隧道内温度场的变化以及所述海拔不变地温变化时隧道内温度场的变化，得到任意海拔与地温下隧道内温度舒适区范围，具体包括：根据所述地温不变海拔变化时隧道内温度场的变化，利用数据拟合得到海拔变化下温度计算公式；根据所述海拔不变地温变化时隧道内温度场的变化，利用数据拟合得到地温变化下温度计算公式；根据所述海拔变化下温度计算公式和所述地温变化下温度计算公式，计算任意海拔与
地温下隧道内温度舒适区范围...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆宽，郑肖楠，马密雪，崔会敏，韩智铭，陈娟，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：
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