城市公路隧道二氧化氮浓度控制及通风方案研究

在含有二氧化氮（NO2）的环境中,过高的二氧化氮浓度对人体的危害很大,但在公路隧道设计规范中,却没有对二氧化氮浓度排放标准进行规定。为了保证城市公路隧道行驶机动车内人的健康、卫生和隧道的营运安全,以某隧道（620m）工程为例,结合隧道智能监控系统数据分析,提出在城市公路隧道内二氧化氮浓度的排放限值,以及相应的通风方案,为城市公路隧道监控系统软件设计提供参考。     

纵向通风隧道内空气污染物浓度及通风量的计算

从大气扩散方程导出了计算纵向通风公路隧道内空气污染物浓度分布的计算公式和给定隧道内空气质量设计标准计算所需通风量的方法，并考虑了隧道洞口进风空气的污染物浓度和竖井送风景空气污染物浓度对计算机新风量的影响。通过某高速公路隧道内CO、HC和NOx浓度的实例计算实例计算表明：计算浓度值与实测浓度值非常接近，其线线性相关系数r^2在0.7926-0.8913之间。     

整条公路隧道通风与净化的三维数值模拟

现有的理论分析方法难以分析风速、污染物分布不均对隧道空气净化的影响,难以发现净化通风系统可能出现的问题。为准确地预测带有净化站的整条公路隧道内污染物的分布情况,建立考虑射流风机、车辆运动及净化站等因素的相互耦合作用的数值模型,对不同通风、净化和交通情况下隧道内的空气流动和污染物分布进行预测,并对模型进行验证。利用该模型对一采用旁通型净化站的实际公路隧道内的空气流动和污染物分布进行数值模拟。结果表明： 1）隧道内空气流动不是一维的,在旁通净化站处的主隧道中存在空气回流现象; 2）净化站的存在导致了局部通风量的下降,使净化段的主隧道污染物质量浓度突然升高,达到整条隧道的最大值; 3）在设计此类净化通风系统时,应该校核“与旁通风道平行的局部主隧道段末尾处”的污染物水平不高于相应的限值标准。     

自然开口及射流风机位置对公路隧道CO浓度分布的影响

为了优化公路隧道自然开口及射流风机的位置,实现降低隧道建设成本、节约能源和减少环境影响的目的,以开设自然开口的公路隧道分段式纵向通风方式为研究对象,通过建立公路隧道的通风数学模型,研究自然开口和射流风机的布置位置对隧道CO浓度分布的影响.研究表明:设置自然开口后,隧道内污染物浓度分布情况并非一定优于不布置自然开口;在多自然开口通风方案中,将距离隧道出口较近的自然开口作为排风自然开口可提高分污效果;将自然开口集中布置在隧道后部,同时将较多的射流风机布置在自然开口群后端,可增大隧道出口的实际通风量并降低隧道出口污染物浓度.     

特长公路隧道CO浓度设计限值的研究

简要回顾了各国公路隧道CO浓度设计限值的发展历程,分析了在含有CO的环境中,CO对人的时间意识、视力敏感度以及行动反应能力产生的不良影响;依据限制公路隧道内污染物浓度的目的是保障隧道内行驶机动车内人的健康、卫生和隧道的营运安全,建立了确定特长公路隧道内CO浓度设计限值的剂量—反应方程。以某特长公路隧道(长18.020km)工程为例,取CoHb=2%,得到了机动车以不同行驶速度经过该特长隧道对应的CO浓度设计限值。其结果可供相关特长公路隧道在环境保护、通风和防火灾方案设计中参考使用。     

公路隧道N02浓度控制指标研究

在重庆市已运营的公路隧道中实施N02浓度检测试验,分析NO2浓度在隧道中的分布规律;在此基础上,针对公路隧道N02浓度的控制指标进行研究,确定NO2浓度的控制指标建议值。该值可作为隧道空气质量的参考控制指标,也可作为公路隧道通风工程设计和制定公路隧道N02浓度控制标准的参考。     

越江隧道多竖井分段纵向式通风计算方法的研究与应用

用一维不可压缩、非稳态管内流动模型描述公路隧道气流流动与浓度分布，并结合实际的越江隧道，对各种工况下隧道内空气流动状况和污染物浓度分布进行了模拟计算。     

特长公路隧道需风量计算方法研究

通过总结湖南雪峰山等多座特长公路隧道通风方案设计研究过程中的实践经验,深入探讨了特长公路隧道需风量计算中的几个关键因素:污染物控制标准、汽车尾气排放量与发展变化、交通量组成以及需风量计算工况等等,不仅指出了在当前特长隧道通风计算中存在的问题,而且提供了可行的解决方法.文中结论对我国即将展开设计的其他特长公路隧道通风设计具有一定的参考价值.     

特长公路隧道互补与竖井送排组合通风污染物分布规律

为了探究特长公路隧道互补式与竖井送排组合式通风系统的污染物分布规律,依托云南省昆明至宜良高速公路阳宗隧道通风工程,利用Fluent软件建立基于计算流体力学原理的有限元模型,分析不同设计参数对污染物浓度分布的影响规律,推导了通风系统设计参数的估算方法并优化了实际工况的设计参数。结果表明,特长公路隧道中组合式通风系统的工作效果良好,污染空气浓度在竖井和互补通道的共同作用下得到了良好的控制,显著降低了隧道中污染物浓度极值的大小。     

公路隧道空气质量模式及应用

根据大气扩散方程建立了公路隧道内空气质量与方程和方程中相关参数，并导出了计算自然通风、纵向通风、全横向通风和半横向隧道内空气污染物浓度分布的解析解。实例计算了中国３座营运公路隧道内的ＣＯ浓度值与其实测浓度值之间有良好的线性关系，其相关系数的平方Ｒ＾２在０．８４９９￣０．９２３１之间。     

城市道路隧道与公路隧道的运营风险差异分析

为分析城市道路隧道与公路隧道的运营风险差异，通过运营隧道调研和交通事故数据收集，从隧道本体结构及设施、外界环境、交通特性3方面出发，对城市道路隧道与公路隧道的运营风险进行阐述和对比分析。分析得出： 1）与公路隧道相比，城市道路隧道在结构方面的运营风险较大； 2）城市道路隧道车辆发生重大交通事故的概率较公路隧道低，但对城市交通的影响使其社会风险较高； 3）在城市道路隧道运营风险的防控过程中，应当重点考虑周边环境扰动对于结构安全的影响和运营交通事故所造成的社会影响。     

中国公路隧道近10年的发展趋势与思考

中国公路隧道在规模、数量、建设速度等持续快速发展的形势下,近10年来又取得了众多隧道建设技术的突破,已由隧道大国步入向隧道强国转变的轨道。首先宏观研究分析近10年来中国公路隧道建设状况,对比论述了山岭、水下、城市地下道路等类型隧道的发展特点、趋势及相关建议;从隧道建设需求导向、地质超前预报、节能环保、应急救援等方面提出了公路隧道建设理念的变化,对比总结了钻爆法、盾构法、沉管法及TBM法等4类修建公路隧道常用施工方法的应用情况及未来发展趋势,并在此基础上,对中国公路隧道未来建设中将遇到的一些问题进行了研究与思考。结果表明:应改变以支护参数设计为重点的隧道设计理念,建立以介质场为主体的隧道结构设计方法,在隧道场解重构理论与技术体系方面进一步创新;对于采用双洞布局模式的长大公路隧道,为减少长深斜竖井设置,提升建设速度,应优先采用“钻爆法+小TBM导洞扩挖法”相结合的混合方法来修建;针对越来越多的公路隧道进入后运营期,提出了隧道智能监测评估与快速修复的技术途径,以将隧道修复作业所带来的影响降到最低;中国公路隧道建设应融合大数据、智能装备、5G等先进技术,并尽快完成配套标准的制定。     

绿色隧道评价体系研究

公路隧道是我国交通运输业的重要组成部分，针对现有单项技术规范丰富而面向隧道整体绿色评价缺失的问题，通过分析国内外隧道标准现状，借鉴绿色建筑发展经验，明确绿色隧道理念和“以人为本”的内涵，构建包含设计、施工、运营全寿命周期以及结构安全耐久、行车安全舒适、通行疏散便捷、资源节约利用、生态环境保护等方面的“五横三纵”绿色公路隧道评价体系，同时结合专家调研结果采用层次分析法计算各级指标权重，提出公路隧道绿色度评价等级，为推广普及绿色理念、增进行业参与者绿色共识、促进我国公路隧道高质量建设提供新思路。     

刍议我国隧道及地下工程建设风险管理实行统一规范的必要性

为解决我国隧道及地下工程界存在的行业间风险管理标准不一致、不规范的现状,从丰富及普及风险管理知识,提高风险管理水平,构建规范的隧道及地下工程风险管理体系,促进工程担保和工程保险事业发展,促进风险管理制度化、法制化等方面论述我国隧道及地下工程风险管理标准统一的必要性,并通过对现行铁路隧道、公路隧道、城市地下轨道交通风险管理标准的比较,就统一术语、风险分级标准、风险管理程序和风险管理内容等提出建议,供业内人士讨论。     

公路隧道消防灭火系统优化设计研究

目前国内公路隧道消防技术标准尚不完善,为了更好地满足国内公路隧道消防灭火系统的设计,为以后相关规范的制定、工程的实施提供参考,调查研究了国内外公路隧道消防灭火系统的设置情况,依据国内外公路隧道消防技术标准规范、工程案例、实体火灾试验,分类提出了我国公路隧道应设置的消防灭火系统。     

公路隧道氮氧化物的危害及检测研究

公路隧道通风不好则容易累积大量对人体有害的汽车尾气,如CO、氮氧化物(NOx)等,故需要将其控制在一定浓度内.介绍NOx的危害及隧道内NOx浓度的检测方法,并在已运营的隧道内进行检测研究.采用分光光度法和电化学传感器法进行实测,对不同方法得出的数据进行比较,检测结果可为隧道通风设计提供参考.     

城市快速路基本路段运行状况评价方法研究

与传统的服务水平评价不同，采用能够综合反映道路管理者和道路使用者共同要求的评价指标——临界密度比对城市快速路基本段的运行状况进行评价；根据快速路交通信息采集系统提供的大量数据，比选了适合的交通流模型，并对临界密度进行标定；最后给出了评价指标的等级划分和对应状态的描述。     

深圳东部过境高速公路隧道消防设计

近年来随着公路交通事业的发展，公路等级的提高，对公路线型的要求也越来越高。为了克服高程障碍，优化线路，缩短里程，特别要与周边的环境相协调，必不可少地需要修建隧道。由于隧道是公路交通的咽喉要道，一旦发生火灾，扑救相当困难，往往会造成重大的人员伤亡和财产损失，因此在隧道设计时必须采取有效的防火与灭火措施，使火灾控制在最低限度内，使隧道真正起到安全输送人员和物资的作用。结合深圳市东部过境高速公路的隧道设计，对隧道消防的设计进行了探讨。     

京广高速铁路石家庄六线隧道建设关键技术

石家庄六线隧道与一般的铁路隧道不同,属于城市隧道工程,其规模与复杂程度在国内地下隧道工程中尚属首例。为确保隧道工程的顺利实施,同时也为今后类似隧道穿越城市工程提供借鉴与参考,在石家庄六线隧道设计、施工过程中,经过研究论证、理论计算、模拟分析、方案比选优化、现场试验和重难点技术科研攻关,成功解决了穿城入地连拱多跨超长距离隧道营业线施工技术难题,形成了松软地层超宽基坑围护技术、紧邻既有线带状基坑工程安全防护技术、连拱隧道下穿运营铁路安全防护技术、宽体隧道下穿城市主干道技术等一系列关键技术,以及客运专线铁路穿越城区修建技术重点科研成果。