铁路隧道建设中影响内热环境因素探讨

1、铁路隧道建设中影响内热环境因素探讨摘要:随着科技、经济、社会的快速发展，全球的铁路隧道建设开始迈向新的台阶和历史时刻。本文重点分析了影响铁路内热环境因素和解决措施,希望能对改善铁路隧道内热环境提供数据和理论支持，提高施工质量和列车安全系数。关键词:铁路隧道内热环境隧道环境众所周知，铁路是我国国民经济发展的重要支持基础，也是推进社会发展的一股重要力量，因而我国要不断开拓发展铁道建设加速经济和社会的发展，来满足我国人民快速发展的社会生活需要。但是我国的国土资源，只有不到1/3的平原优质土地资源，2/3是丘陵和山地，这给我国铁道建设带来阻碍。为突破这一障碍，可以通过隧道建设来解决。国外对隧道内热环境

2、进行过模拟预测研究，并提出了计算理论和方法，但是没有涉及数值计算方法。1铁道隧道内热环境研究的意义列车在隧道中行使时，要克服来自空气流动造成的阻力以及列车自身的阻力，克服这些阻力需要消耗能量，消耗的能量以热量释放的形式在隧道中流动，从而增加空气的内能。此外，列车里面的照明、空调和车厢其他设备运行起来都会向隧道释放热量。这些热量，大部分被隧道的壁面和列车的车体吸收，剩余的部分就留在隧道里，使隧道温度升高。对施工技术提出了新的挑战。这就需要技术研究人员了解影响隧道建设的内热因素的数据规律，提高施工质量。下面来重点谈谈影响隧道内热环境的影响因素数据特征。2探讨影响内热环境的因素本文根据隧道气流加速度

3、公式建立的物理模型计算得出的数据规律来做此分析。对影响铁路隧道内热环境的因素探讨，假定隧道长度为20km,列车的行驶速度是300km/h，隧道初始温度设定为25C。2.1隧道长度对内热环境的影响假定施工隧道长度为20km,列车的行驶速度是300km/h,隧道初始温度设定为25C的数据，来分析隧道长度是5km,10km,20km,25km时空气温度和壁面温度的情况。隧道的长度不一样，隧道内的最大温值不同。对单次列车经过隧道来说，隧道内的空气温度升值的最大值会随着隧道长度的不断增加而变得逐渐减小。这其中的原因是因为，列车在隧道中运行的时间会随着隧道长度的增加，运行时间也会增加，列车运行的时间增加了

4、，列车尾部空气释放段的换热时间加大了，这一加大的时间使得热量冷却效果变得越来越好，所以温度升值速度就放慢。隧道的壁面温度升值的最大值也随着长度的变大而变得缓慢。在施工技术中，可以尽量延长隧道长度，让列车能处于一个趋于稳定的气流当中,提高列车安全系数。2.2列车的速度对内热环境的影响施工隧道长度为20km,列车的行驶速度是300km/h，隧道初始温度为25C的假设，列车速度设定为150km/h,250km/h,350km/m。列车以150km/h的速度行驶向隧道里面释放的热量高达3100kW以250km/h的速度行驶时热量高达12000kW,以350km每小时的速度行驶时热量达250000kW施

5、工中不同速度列车在隧道里行驶时造成隧道里面温度升值情况，可见表2。通过表2数据可以看出，列车排出的热量对空气温度和壁面温度上升造成的升值变化情况呈上升趋势，随着速度的增加，空气温度升值和壁面温度升值都会增加。在施工技术中，我们不能降低列车行驶速度,只能通过单隧道施工来降低速度对列车行驶环境带来的风险。2.3外界大气对内热环境的影响岩石层外界大气对内热环境的影响，施工隧道长度为20km,列车的行驶速度是300km/h，隧道初始温度设定为25C的假设来计算，隧道外界温度设定21C、23C、25C和29C来进行模拟。施工中外界大气温度对隧道温度升值情况表如表3。从图表可以看出，隧道里面的内热环境空气

6、升温的最大变化值随外界大气温度的升高逐渐变小，而壁面温度升值的最大值随着岩石外界大气的温度值升高有升高的趋势，而且趋势越来越陡。因而施工中要对隧道壁面进行施工，使其能保持一个固定值，稳定隧道内的环境。以上分析了影响隧道内空气内热环境的主要因素，列车的行驶速度、隧道的长度和外界大气温度和采用的施工技术。隧道的长度越长,列车行驶的密度越长时，空气和壁面的稳定趋于稳定。施工中可以通过延长隧道长度来保证隧道内气流稳定，提高列车安全运行指数。对单列车来说，列车行驶的速度越快，列车在隧道内释放出来的热量也越来越大；但在科技和社会发展的角度看，列车的速度肯定会越来越快，施工中只能采取尽量单次列车通过，让安全风险降到最低。3结语铁路运输是国民经济增长和社会发展的重要载体，加强铁路建设对促进经济和社会发展具有重大意义。然而，铁路隧道施工中的内热环境因外界大气、列车行驶密度和速度、隧道长度的影响状况不容乐观。对铁道建设施工带来不便。从上文可以看出，在施工过程中,为了能保证施工质量，通过延长隧道长度，改善隧道壁面温度等措施来提高隧道环境和列车安全指数。所以说加强铁路内环境影响因素和解决措施研究对铁道建设具有划时代的意义。希望更多的感兴趣的专业人员投入到铁路隧道内热环境改善的影响研究来。参考文献西南交大.锦屏水电枢纽工程辅助洞运营通风优化计算、数值模拟