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浅谈深埋隧道高温热害问题的原因及其解决办法【摘要】随着隧道的开挖深度越来越深，隧道内的高温热害问题也越来越突出。为了保障隧道工程向着健康稳定的方向发展，必须采取有效的措施来治理。在总结深埋隧道高温产生的原因及危害的基础上，分析了目前热害治理的常用措施，并提出了隧道高温热害问题的进一步研究趋势和方向，为确保隧道顺利的贯通以及长久安全的运营提出更实质的要求。
【关键词】深埋隧道 高温 热害
我国是个多山的国家，山地、丘陵、高原等山区的面积约占全国面积的2／3。隧道作为山区交通中的一种主要形式，在解决交通问题，沟通各地区的经济、文化的交流起到至关重要的作用。随着隧道开挖的长度越来越长，开挖的深度也越来越深，在深埋隧道中高温热害已经成为了一个不可忽视的问题。所以，现在对于隧道高温热害的研究是十分必要的。
1.深埋隧道高温产生的原因
隧道内的围岩温度随着隧道深度的增加而升高，大约埋深每增加33米，隧道内的围岩温度就会增加1℃。因为不同地区的温度梯度不同，所以不同地区埋深相同的隧道内的围岩温度也可能不同。相对来说，靠近火山或者地震地带的温度梯度相对较高，若埋深相同的隧道，处于这些地带的隧道的围岩温度较高。
隧道内的围岩温度还与隧道所处位置的地表温度与有关。地表温度越高，隧道内的围岩温度就越高。
热传导作为岩石传导热量的主要形式，决定了岩石与周围物质的热量交换速率。热传导性能较好的岩石，热量交换的速率比较快，岩石的散热也比较快。但是，隧道内岩体温度受隧道内的施工以及周围地下热流的影响范围也会更广。 1.3隧道所在位置的地质构造
岩层的褶皱和断裂构造对岩石的物理性质有很大的影响，特别是节理和断层的发育对岩石的热传导特性和地下热流有较大的影响。
岩石的热传导性主要与岩石的矿物成分、结构、地质构造有关，不同的岩石拥有不同的热传导率，即使是相同的岩石，如果岩石内部的节理发育程度不同，那么他们的热传导率也大不相同。如果节理分布的不均匀，即使在同一块岩石上，各个部分的导热率也不同。
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发育程度较好的节理和断层，能够为地下热流提供较多的空间，加大了地下热流对隧道内的温度的影响。相反，地下热流对隧道内的温度影响相对较小。
1.4隧道施工情况
随着现代施工的机械化程度越来越高，隧道内的机械施工设备也越来越多，这些机械设备在工作时所产生的热量也是不容忽视的。同时，在爆破时爆炸所释放出来的热量以及爆破时振动能转化的热能，这都会增加隧道内的温度。
2.隧道内高温的危害holvoo
隧道内的高温环境，不仅会严重的威胁施工人员的身体健康和生命安全，而且还会影响整个工程的质量。
2.1高温对人体健康的危害
在高温的环境下，人体的部分生理机能会受到一定的影响，比如，热平衡、水盐代谢、消化吸收、神经系统的协调等功能。由于生理机能的正常工作受到了不同程度的影响，如果没有得到及时的调整，施工人员就会感到口渴、全身无力、反应速度变慢、动作的精准性差等一系列的不适症状，这严重威胁了施工人员的身体健康。
2.2高温对安全生产的危害
在上面所述的状况下，整个施工队的生产效率就会就会明显下降，而且比正常的情况下更容易发生安全事故。在现在以人为本的和谐社会里，不顾施工人员的人身安全的而继续施工的行为是绝对不被允许的，一旦出现伤亡事故，将会造成巨大的损失。
2.3高温对工程质量的危害
隧道内的高温环境与地下水的共同作用，会导致喷射混凝土的前期强度发展很快，后期强度有所下降，可能会使得混凝土丧失支护作用。在运营阶段，由于高温产生的附加应力会严重的影响到结构的稳定性和耐久性，一旦在运营阶段出现问题，不仅会严重影响行车安全，而且还会影响到经济的发展，明显增加了后期的养护费用。
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3.深埋隧道热害治理
3.1采用非人工制冷的措施
3.1.1通风降温
增大通人隧道内的风量，可以有效的降低隧道内的温度，同时还可以改善隧道内的空气质量。针对不同的隧道，选择不同的通风方式，同时充分利用自然风，可以大大减少通风设备的使用，这样既达到了通风降温的目的又节省了降温成本。
3.1.2减少热源发热
采用隔热性能较好的隔热材料，尽量减少围岩向隧道内散热；同时，尽量避免使用效率低散热多的机械；合理的安排时间，在施工人员工作之前，使爆破产生的热量有足够的时间可以散去。
3.2采用人工制冷的措施
人工制冷的措施是目前使用比较广泛的一种降温措施。当采用以上方法达不到所要求的工
作温度或者受到降温成本的限制时，应该考虑使用人工制冷的措施。
以上的措施主要集中在降低隧道内的温度，这也是目前隧道施工中常用的方法。在以后的研究中，还应针对热害对材料性能及结构行为的影响机理展开研究，以期从材料本身及结构形式等方面提出更好的解决热害问题的实质性措施。
4.结论
随着西部大开发战略的进行，我国一定会有越来越多的深埋长大隧道需要修建。目前，在隧道工程中主要出现的主要是是高温热害问题，但是随着隧道工程的不断发展，更加严重的热害问题也可能会在今后的实际工程中出现。所以，针对隧道高温的解决措施不应该仅仅停留在降低隧道内温度的层次上，我们应该向着新的施工工艺和新材料方向发展，探究出可以在高温下能够更好发挥作用的材料，使得隧道能够更稳定、更耐久、更安全的为人们服务。
参考文献
[1] 朱永全，宋玉香.隧道工程[M].北京：中国铁道出版社，2005.
[2] 何发亮，郭如军，李苍松，丁建芳.岩体温度法隧道施工掌子面前方涌水预报[M].成都：西南交通大学出版社，2009.
[3] 李莉，张人伟，王亮，彭担任.矿井热害分析及其防治.煤矿现代化[J].2006.2.
第一张大字报[4] 张智，胡元芳.深埋隧道人工制冷施工降温措施探讨.世界隧道[J].1999.6.
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