螺旋隧道能根据地质构造情况,灵活设计隧道的曲率和坡度,避开复杂地形地貌的不良影响,在工程应用上有很强的优越性。区别于一般的直线形隧道,螺旋隧道呈圆形走向,曲率、坡度明显,使得其施工通风与直线形隧道存在一定差异,尤其是在通风空气流场和污染物扩散方面。开展螺旋隧道施工期通风流场和污染物运移机理研究,提出改善通风效果的通风控制技术,对保障螺旋隧道安全施工,营造文明施工环境,维护施工人员身心健康有重要意义。本文以实际螺旋隧道工程为依托,首先对施工现场进行通风关键参数测试和污染物浓度测试;然后用数值软件模拟施工通风过程,对螺旋隧道施工通风流场及污染物扩散机理进行研究;基于数值模拟手段优化风筒布置方案,并提出脉动通风方法改善隧道通风排污效果。取得的主要成果如下:（1）开展螺旋隧道施工现场测试,获得施工通风数值模拟所需的基本参数。考虑螺旋隧道线形特殊,在其中线外侧、中线、中线内侧三处开展风速、爆破后一氧化碳沿程浓度和喷浆粉尘沿程浓度测试,总结螺旋隧道施工期污染物浓度分布情况,为数值计算结果提供参考。（2）利用FLUENT建立螺旋隧道施工通风的数值三维模型,获得了螺旋隧道施工期压入式通风风流流场。模拟结果表明:流场具有明显分区性,且曲率的存在使得螺旋中线内侧风速偏低。（3）模拟爆破后一氧化碳气体扩散和喷浆粉尘扩散过程,分析污染物扩散机理。模拟结果表明:隧道内爆破后一氧化碳气体呈“气团”状向洞口移动,移动过程中“气团”范围逐渐扩大,但浓度峰值逐渐降低,因曲率的存在,螺旋中线内侧一氧化碳扩散滞后于其他区域;喷浆过程中,粉尘受涡流影响在掌子面附近积聚,向洞口扩散时受风流携带作用和重力作用影响明显,螺旋中线外侧风速较大使得该侧粉尘浓度较高,受重力影响越靠近地面粉尘浓度越高。（4）确定施工期爆破后一氧化碳（CO）浓度达标时间、喷浆过程粉尘浓度为衡量通风效果的指标,确定风筒悬挂位置、风筒出风口到掌子面距离及风筒送风风速作为影响通风效果的主要因素,每个因素安排五个水平设计L25（56）正交表。按正交试验方案进行25组模拟计算,利用极差分析、方差分析和灰色关联度研究各影响因素对于指标的影响程度和敏感性,确定了适用于现场的最优风筒布置方案。（5）提出在螺旋隧道中使用脉动通风技术并通过数值模拟对其效果进行研究。数值模拟结果显示,脉动通风能明显地改善螺旋隧道风流结构,尤其是改善螺旋中线内侧通风困难的现象。脉动通风对于爆破后的排一氧化碳气体效果不理想,但大大提高了喷浆工序降尘效果,验证了脉动原理与污染物密度相关。污染物排放效果与幅值大小关系不明显,与频率关系密切,且频率过高,排污效果反而减弱。建议脉动通风实际应用时,仅需根据实际供风风速,设置一个较小的幅值和频率。