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本发明涉及一种防火板保护下沉管隧道壁厚方向火灾温度场估计方法，属于隧道工程领域。该方法包括以下步骤：S1：建立防火板保护下沉管隧道管壁温度场求解模型：S2：建立火源函数作用下的防火板背火面边界上的温度分布函数；S3：建立防火板与管壁间的空腔热流衰减系数表达式；S4：建立沉管隧道管壁在防火板背火面温度以及空腔衰减共同作用下温度场求解数学模型；S5：求解管壁厚度方向任意时刻任意位置的温度值。本发明将防火板保护下沉管隧道管壁温度场求解问题简化为两个一维瞬态传热问题。第一个问题通过防火板安装前的火灾试验数据解决；第二个问题通过解析方法解决。该方法使得求解模型更简单，求解结果更直观。