【摘 要】
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2017年,国务院办公厅颁发了《关于促进建筑业持续健康发展的意见》,该《意见》明确指出建筑业需符合绿色、安全以及经济的要求。随着西南城市经济的快速发展,城市地铁的里程呈现井喷式增长,以贵阳为例,截止2020年4月已开通线路长度35.11km,在建线路长度116.32km。当采用悬臂掘进机施工时,具有对周围建筑和围岩的扰动较小、开挖断面平整便于初期支护、开挖效率高能够及时施做支护、减小开挖面临空时间
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2017年,国务院办公厅颁发了《关于促进建筑业持续健康发展的意见》,该《意见》明确指出建筑业需符合绿色、安全以及经济的要求。随着西南城市经济的快速发展,城市地铁的里程呈现井喷式增长,以贵阳为例,截止2020年4月已开通线路长度35.11km,在建线路长度116.32km。当采用悬臂掘进机施工时,具有对周围建筑和围岩的扰动较小、开挖断面平整便于初期支护、开挖效率高能够及时施做支护、减小开挖面临空时间等优点;但在隧道采用悬臂掘进机施工中会产生大量粉尘,严重危害现场施工人员的身心健康,为保证隧道现场施工人员的职业健康以及提高现场施工安全性、施工效率,则必须解决隧道施工人员作业区域粉尘浓度超过国家卫生标准数数十倍的问题。目前雾化控尘技术是控制隧道粉尘污染问题最有效的技术途径之一,因此提高雾化控尘技术对隧道的安全施工具有重要作用。本文主要运用理论分析、试验论证、数值模拟以及现场应用等多种方法结合,主要的研究内容如下:（1）参考气-固两相流理论,建立地铁区间隧道模型,并求解该模型的边界条件,采用FLUENT模拟分析隧道掘进施工粉尘的扩散机理和粉尘浓度分布规律。（2）依据《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》（GBZ 159-2004）,对贵阳地铁3号线花花区间隧道各工作面的粉尘浓度、分散度进行相关的现场测试和实验室分析,并运用Rosin-Rammler分布数学模型求解其模型的粉尘粒度分布函数,给出各粉尘粒径区间最佳的控尘位置。（3）在实验室,开展基于气相（空气流动）-固相（粉尘颗粒）-液相（雾滴）三相耦合的隧道模型实验研究,分析不同风速及供气压力工况下对控尘效率的影响规律,获得更优的环境和设备参数。（4）在气-尘-雾三相耦合的隧道模型实验研究数据基础上,开展掘进粉尘分段分区阻断技术数值技术研究,探讨三区段不同首级控尘系统布设位置及喷雾压力时的控尘效果。（5）综合分析三区段喷雾控尘系统的数值分析数据和现场应用效果,验证数值分析结果的正确性,该研究成果有助于对喷雾控尘系统参数优化、控尘装置改进以及降尘效率评估,可为隧道掘进过程中喷雾控尘的应用提供一定的理论依据,对隧道现场控尘效果的优化具有十分重要的指导意义。
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