[發明專利]一種未開挖條件下高地溫隧道原巖溫度的預測方法

有效

• 申請號: 201810222751.6
• 申請日: 2018-03-19
• 公開（公告）號: CN108875995B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 羅占夫;卓越;劉永勝;尹龍;高廣義;張建設;王卓;馮曉燕;王樹剛;翟康博;司景釗;何喜湘;李治國;楊立新;劉建平;宋法亮;曹貴才;張俊
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道局集團有限公司;中鐵隧道勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/02
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所(普通合伙) 41112
• 代理人: 符繼超

本發明提供了一種未開挖條件下高地溫隧道原巖溫度的預測方法，該預測方法利用地質演化形成的高程不同地表溫度不同、地層巖石的地溫梯度和不同點巖體溫度差的導熱作用，在兩個自主研發公式協助下比較準確的計算出高地溫隧道相應范圍內各測點的原巖溫度，解決了以往方法的預測不準確問題，通過原巖溫度分布圖可以提前采取熱害防治措施，達到了作業人員的勞動衛生要求，為高地溫隧道熱害治理和科學施工提供技術支持，保障了高地溫隧道安全快速施工。

技術領域

本發明屬于隧道原巖溫度預測技術領域，尤其涉及到一種未開挖條件下高地溫隧道原巖溫度的預測方法。

背景技術

在高地溫隧道施工中，隧道內的高溫熱害不僅惡化作業環境，降低勞動效率，甚至危害作業人員身體健康，造成安全事故。因此隧道內高溫熱害治理時需要確定熱害的來源以及溫度大小，以便在施工中采取相應的降溫措施，保證隧道內環境溫度達到規范要求的作業標準，為隧道安全快速施工奠定基礎。

圍巖散熱是高地溫隧道熱害的主要來源之一，圍巖散熱量的大小直接取決于未開挖條件下圍巖的原始溫度，因此對未開挖條件下高地溫隧道原始圍巖溫度的準確預測可以為隧道熱害治理提供科學施工依據。

在以往的隧道原始圍巖溫度預測中，通常采用的方法是進行大量的地面鉆孔，然后測量各鉆孔的底地溫，通過各測試點的地溫連線得出相應孔深的原始圍巖溫度。由于受到鉆孔數量的限制以及未考慮地表溝谷、山峰的影響，直接連線所預測的未開挖條件下高地溫隧道原始圍巖溫度具有明顯的特殊性，不能準確反映隧道相應范圍內原始圍巖溫度。尤其是在隧道開挖揭示后其原始巖溫預測不準確引發隧道內高溫熱害，需要停工再采取措施進行熱害處理，影響隧道施工工期。

發明內容

為科學預測高地溫隧道的原巖溫度，本發明提供了一種未開挖條件下高地溫隧道原巖溫度的預測方法，該預測方法利用地質演化形成的高程不同地表溫度不同、地層巖石的地溫梯度和不同點巖體溫度差的導熱作用，比較準確的計算出高地溫隧道相應范圍內各測點的原巖溫度，為高地溫隧道熱害治理和科學施工提供技術支持，以保證高地溫隧道安全施工。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種未開挖條件下高地溫隧道原巖溫度的預測方法，該預測方法使用到公式1和公式2且公式1和公式2均已錄入計算機計算程序中，該預測方法還利用了谷地地理信息系統，將谷地地理信息系統簡稱為X系統，其中公式2就是X系統與高地溫隧道施工圖對比調整誤差而建立的數學模型公式，給定高地溫隧道的長度為Lkm；

公式1是：α_i＝(T_i-T_恒)/(H_i-H_恒)；

在公式1中：H_i是測溫點之深度m，α_i是在H_i深度時的巖石溫度梯度℃/m，T_i是在H_i深度時所測巖溫℃，T_恒是恒溫帶巖溫℃，H_恒是恒溫帶深度m；；

公式2是：T＝T₀+α'Laz+(α-α')[z-ht)+azD-z)]；

在公式2中，T是未開挖條件下高地溫隧道計算點的原巖溫度℃，T₀是高地溫隧道相應海拔高度上當地的地表面溫度℃，α'是高地溫隧道當地的地表面溫度梯度℃/m，L是未開挖條件下高地溫隧道計算點的山體抬升高度m，α是初始狀態下巖石溫度梯度℃/m，z是未開挖條件下高地溫隧道計算點的埋深m，h(t)是地形修正參數,t是高地溫隧道區域內的地質演化時間s，k是高地溫隧道區域內的溫度擴散系數m²/s，D是未開挖條件下高地溫隧道的最大埋深m；其特征是：