基于開孔面積的高海拔隧道風(fēng)管漏風(fēng)率研究

陳湛文，王明年，郭佳城，秦鵬程，嚴(yán) 濤，韓常領(lǐng)

（1.西南交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，四川 成都 610031；2.西南交通大學(xué) 交通隧道工程教育部重點實驗室，四川 成都 610031；3.中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710075）

隨著我國隧道建設(shè)技術(shù)進(jìn)步和西部地區(qū)交通行業(yè)發(fā)展的需求，出現(xiàn)了越來越多的長大高海拔隧道。隧道施工中，爆破、出渣、噴射混凝土等工序及施工機(jī)械尾氣排放產(chǎn)生大量的粉塵和有毒有害氣體，對隧道內(nèi)作業(yè)人員的生命安全造成極大危害。而施工通風(fēng)作為隧道內(nèi)外空氣交換的唯一手段，對于改善隧道內(nèi)施工作業(yè)環(huán)境和保障作業(yè)人員安全起著至關(guān)重要的作用。

當(dāng)前，對于隧道施工通風(fēng)已在需風(fēng)量、風(fēng)機(jī)效率、風(fēng)機(jī)選型、施工供氧及通風(fēng)降溫等方面［1-5］進(jìn)行了相應(yīng)研究，但現(xiàn)場測試結(jié)果反映出隧道掌子面處仍出現(xiàn)需風(fēng)量不足的現(xiàn)象，而風(fēng)管漏風(fēng)是導(dǎo)致出現(xiàn)該現(xiàn)象的首要原因之一，開展高海拔隧道施工通風(fēng)風(fēng)管漏風(fēng)率的相關(guān)研究顯得迫在眉睫。

目前，國內(nèi)外眾多學(xué)者針對風(fēng)管漏風(fēng)率進(jìn)行了一定程度的研究。其中，Holdsworth 等人［6］對管道內(nèi)流量與壓力梯度、泄漏率與超壓之間的冪律關(guān)系進(jìn)行分析，并利用包含管道阻力常數(shù)和泄漏常數(shù)的諾模圖進(jìn)行計算驗證；Alvarez 等人［7］基于顯式方法開發(fā)了一種簡易的計算機(jī)程序?qū)λ淼劳L(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行計算，并通過現(xiàn)場測量方法校準(zhǔn)修正以提高計算精度；Auld［8］在借鑒Atkinson 方程基礎(chǔ)上分析了管道直徑、管道摩擦系數(shù)以及管道流量變化等多重因素對管道泄漏的影響，引進(jìn)“風(fēng)管效率”的概念量化泄漏對通風(fēng)管道性能的影響，并采用電子表格法對泄漏系數(shù)進(jìn)行量化；……