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在我国水利水电、铁道和交通等工程建设中,TBM的施工将获得广泛应用。在我国西部供水工程和南水北调工程中,很多隧洞独头掘进距离超过20km,对于这样超长隧洞的通风和散热成为其后配套中一个十分重要的问题,该问题直接关系到整个工程的工程投资及工程进度。本文对TBM施工中的通风和散热问题做了系统的研究,取得了以下的成果。 首先综合施工人员呼吸风量、洞内允许最低风速等因素,确定出了TBM施工的通风需风量。对比分析了TBM施工中一般是采用压入式通风和混合式通风的优缺点和适用条件。综合考虑刚性和柔性风管的优缺点,选择大直径柔性风管进行通风。分析了风管安装中的风管漏风量及常用典型漏风计算公式。对压入式的通风方式,当工作区空气温度的控制要求为t≤28℃,计算出不同通风量和壁温下需要的送风温度。利用FORTRAN语言编制了施工通风程序,该程序可根据依托工程的实际施工环境条件,确定风量、风速、风压等通风参数,选定相应风管直径、风机型号。论文同时还研究了风管等通风设备与设施的长距离送进措施。 其次对TBM施工中的主要热源进行分析,包括主机及其他设备的散热、石碴沿程运输散热、施工工人的人体散热和可能存在的围岩散热等几个部分。用冷水对机械部分进行的降温,包括冷却驱动电动机、减速器和液压油的冷却器及其它的一些驱动机械。假定刀盘驱动器功率的70%都被石碴吸收,确定出石碴温度,计算出冷却石碴水的温度要求。运用水力学的理论对长距离冷水管道输送进行水力计算,归结为沿程和局部水头损失的计算。当用钢管输送冷水超过一定的距离以后,由于管内外的温差,造成管内冷水温度的增加,从而影响降温的效果。本文运用热贯流系数概念推导出冷水输送温度和管道长度的连续函数关系式,给出温度随输送管道距离变化的曲线,比较直观确定出工作面的供水温度。针对超长隧洞TBM施工中的降温问题,利用FORTRAN语言编制了计算机程序,能够较准确、快速的解算施工中的降温问题。 最后结合南非莱索托(Lesotho Highlands)取水隧洞工程和辽宁省大伙房输水工程的通风和降温实例,利用本文的程序计算,得到了较满意的结果。