单洞单线隧道平导救援站防灾通风优化研究

研究目的:紧急救援站防灾通风系统设计是特长铁路隧道防灾系统设计的一个关键问题,合理优化的防灾通风系统直接关系着灾害时人员的安全疏散。本文采用网络通风计算方法,主要对单洞单线隧道平导救援站内防灾通风系统进行优化研究,并考虑自然风对紧急救援站风流分布的影响,从而确定合理的防灾通风系统。研究结论:(1)提出了一种适用于平导救援站的优化防灾通风系统方案;(2)探明了自然风对紧急救援站联络横通道内风速分布的影响规律,建议对隧道内自然风进行长期监测,并在紧急救援站两端增加布置一定数量的射流风机;(3)该研究结果可对特长铁路隧道防灾救援系统的设计提供指导。     

考虑时间因素的铁路隧道防灾通风方案研究

研究目的:隧道防灾通风系统启动后,疏散横通道防护门不能立刻达到临界风速,尚需等待一定的时间。现行铁路防灾规范要求安全疏散时间不宜超过6 min,可见疏散前期的时间是十分宝贵的,防灾通风系统的及时性是必须考虑的问题。基于此,本文研究两单隧道互为救援时的防灾通风系统,建立防灾通风网络模型,从整体上对救援站供风策略开展对比分析,另外也对目前广泛采用的安全隧道供风的漏风率进行研究。研究结论:(1)安全隧道供应新鲜风时,普通横通道防护门门缝存在漏风,漏风率随隧道长度增加而增大,隧道长度超过36 km且门缝大于4 mm时,将有超过10%的新鲜风在送往救援站的途中损失;(2)应关注救援站防护门处风速的时变特性,以快速达到并保持不小于临界风速表征通风方案具有良好的及时性;(3)由安全隧道供风的方案,防护门处风速时变模式记为M1,该风速随时间单调增大并可划分3阶段,即初期缓慢增大、中期快速增长、后期持续缓慢增大并趋稳定;由辅助坑道供风的方案,防护门处风速时变模式记为M2,该风速峰值出现在疏散前期,可划分3阶段,即初期缓慢增大、中期快速增大并出现最大值、后期持续缓慢降低;相较而言,M2具有更优的及时性;(...     

香山特长隧道运营通风及防灾救援方案设计研究

香山隧道是拟建中包兰线银川至兰州段扩能工程上最长的隧道,为双洞单线隧道,设计时速200 km,隧道总长23.92km。结合国内外特长隧道的调研资料和香山隧道的实际情况,提出了适合本隧道运营通风和防灾通风的设计原则;结合运营通风和防灾通风量的计算结果,在每单线隧道内设计6组SDS-12.5T-4P-37型(φ1 250 mm)可逆式射流风机,每组风机在同一断面布置6台,间距120 m;防灾救援设计主要考虑定点救援和随机停车救援两种救援方式。     

长大隧道射流风机的布置对CO排除效果的影响

本文结合锦屏交通辅助洞的施工,采用国际通用计算流体力学软件FLUENT,对无风门大功率射流巷道式通风方式进行了模拟仿真,并对风机的布置设计进行了优化。通过计算发现横通道布置射流风机时最好将风机布置在靠近横通道一侧气流的下风向,且射流风机距离横通道不宜太远。当射流风机安装位置较高时,CO主要集中在隧道的上部,这种分布方式非常有利于施工人员在隧道内施工。     

青天寺特长隧道防灾通风方案研究

结合青天寺特长隧道防灾救援具有多个进、出口通风的特点,设置紧急救援站,运用网络通风理论,建立隧道复杂通风系统的计算模型;通过对设置送风(排烟)斜井或竖井等方案计算分析,并综合考虑工程投资及运营管理,得出较优方案,并结合3号斜井设置了排烟斜井防灾救援方案。     

铁路隧道内道床机械化清筛作业通风技术

以一座长500 m既有铁路单线隧道为工程依托，对隧道内清筛机组加装射流风机，通过理论推导计算和流体仿真分析，确定与隧道通风要求匹配的射流风机参数。结果表明：隧道内风机组中轴线处最高风速约13.6 m/s，随距风机出口距离加长风速逐渐减小，距风机出口40 m处风速已减少至2.9 m/s；将两组射流风机以间距40 m安装，可形成长距离通风传导，明显改善通风效果。经工程现场测试，清筛机组加装单组射流风机作业3 h，隧道内一氧化碳、氮氧化物、颗粒物浓度分别为18.0、4.6、2.9 mg/m³，均符合规范要求。     

大秦铁路花果山隧道通风降尘设计试验研究

大秦铁路隧道内煤尘污染严重,本文以花果山隧道为试验对象开展通风降尘研究,采用打通导洞和隧道间封闭墙,在导洞内安装变频射流风机进行抽风降尘的方案,监测了风机运行前后粉尘浓度变化规律。研究结果表明,设计方案可降低隧道内粉尘浓度,隧道进口450 m处粉尘浓度平均值降低40.8%,出口500 m处降低26.5%。设计方案对其他运煤铁路隧道通风降尘有参考价值。     

武广客运专线大瑶山隧道群防灾救援疏散设计研究

研究目的:武广客运专线大瑶山隧道群由三座隧道、两座桥梁组成,其中最长的隧道为大瑶山一号隧道,长度为10.081 km,因此采用了单洞双线隧道方案。然而,该隧道群总长度达24.702 km,与双洞双线隧道相比,其运营期间的防灾救援疏散条件存在先天不足。为了合理设置大瑶山隧道群防灾救援疏散设施,保证旅客运输安全,需对该隧道群的防灾救援疏散方案进行专门研究。研究结论:通过对国内外长大隧道运营期间防灾救援疏散设计的分析研究,结合大瑶山隧道群所处地形条件及外部道路情况,提出了大瑶山隧道群利用施工辅助坑道作为隧道紧急出口、在大瑶山一号隧道出口与二号隧道进口之间的黄土湾大桥露天场地设置紧急救援站的设计思路。该设计方案可确保长度20 km以上的单洞双线隧道群满足运营期间的防灾救援疏散要求;与双洞双线隧道相比,还可降低工程造价、节省工程投资。     

城市铁路隧道防灾疏散及消防方案

研究目的:针对城市铁路隧道的特点,进行火灾时的消防及逃生分析,本文主要就单洞双线隧道提出几种防灾疏散逃生方案及主要消防设施的布置原则,供今后城市铁路隧道消防设计参考。研究结论:平行设置专用疏散通道、垂直主隧道设置紧急出口或在隧道中部设置救援站,是常用的几种防灾疏散方案;隧道宜结合竖井设置纵向排烟;隧道内外均应考虑消防给水水源及设备。     

高瓦斯特长公路隧道阶段施工通风方案研究

对于特长隧道施工通风,以前多是利用斜井、横洞等辅助坑道作为排风道进行巷道式通风,而对于没有辅助坑道的高速公路分离式高瓦斯特长隧道施工通风,风险更高,经验很少,有待进一步研究。为此,结合桐新高速公路高瓦斯宗宝山隧道工程,对其阶段施工通风方案进行研究,实践表明：通过创新采用“隧道弃碴回填+实心砖+喷射砼封闭”的风门设置,可以使风机、变压器、备用电源等设备能够按照非防爆型进洞配备;通过巧妙设计的风门形式和位置,利用分离式隧道一段作为通风巷道,另一段隧道作为压入式通风设备安装通道,这种“巷道+压入”式通风方式,施工简单,成本低,有效解决了长距离高瓦斯隧道通风难题,确保了施工安全,相关经验值得借鉴。     

地铁出入段线防排烟系统 设计方案优化研究

对于地铁出入段线防排烟系统设计方案,常采用在靠近洞口处设置射流风机辅助排烟的方式,这种方案 中射流风机的配电成本远高于射流风机本身成本。采用 FDS 数值模拟方法,研究郑州地铁 10 号线出入段线隧道 5 种防排烟系统设计方案的隧道风速和排烟效果,并对各方案进行经济性分析。研究结果表明：作为非载客区间 的出入段线,其排烟风速低于 2 m/s 时仍可满足有组织排烟的要求;取消洞口处射流风机,仅采用出入段线所接 车站的 4 台 60 m3 /s 事故风机,仍可较好地控制该出入段线隧道火灾烟气,防止火灾烟气威胁车站的运营安全, 不影响地铁列车司机的安全撤离;条件允许时可以在出入段线靠近车站侧设置一组射流风机,用于加强排烟效果、 提高运营安全水平;同时,火源靠近车站时,靠近出入段线侧两台事故风机比其余事故风机晚启动 30 s,可以有 效改善车站隧道内烟气滞留的问题。     

一种应急救护装置的抑烟性能试验

可移动充气式应急救护装置是一种重点针对地铁火灾的新型消防抢险救援装备,主要由风机、风管、救护站单元、通道单元以及其他辅助设备等组成,其原理是采用机械通风的方式使救护装置内建立正压以抑制外界烟气进入,从而在事故现场建立没有烟气的临时安全场所。试验测试了组合型应急救护装置的铺设时间,测量不同情况下组合型应急救护装置出入口处向外的空气流速,同时模拟地铁火灾烟气扩散,检验组合型应急救护装置抑制烟气进入的功能。结果表明,组合型应急救护装置的铺设时间短、可有效抑制烟气,其高压气瓶快速充气成型,通过正压原理抑制烟气的设计思路是合理、可行的。     

铁路隧道射流与洞口风道组合式通风效果分析

射流风机与洞口风道组合通风效果一直是学术界和工程界关注的关键科学问题,在长度超过5km的内燃牵引隧道中,射流风机并未有效阻止风流从洞口隧道内流出,未达到设计通风效果。采用CFD计算软件FLUENT建立三维非线性力学模型,研究洞口射流风机安装断面连接方式、轴流送风口风速、射流风机台数关键因素影响效果。射流风机安装处设置渐变过渡段后,风机吹出的风流可以平稳的进入隧道,从洞口引入新风效果明显;在同样的风量下,送风口风速不同,产生阻力也不同,对洞口端引入新风产生影响,设计中应适当降低送风口风速;在洞口设置同样的射流风机,轴流送风道送入的风量不同,洞口端隧道内风流的状态不同,当送风量大到一定程度时,将产生洞口段隧道风流流出,设计中洞口射流风机的台数应根据送风道的送风量进行调整。     

铁路隧道群划分标准的影响因素及其救援站设置探讨

现行规范中规定"隧道与隧道紧密相连、隧道洞口间距不超过400 m的相邻隧道统称为隧道群",根据该规定,需设置较多数量的紧急救援站和配套工程,工程投资巨大。开创性地从火灾情况下烟气蔓延时温度、可视度方面着手,采用理论分析和实际调研的方法,研究铁路隧道群划分标准及其救援站设置原则。研究结果表明:(1)隧道群中隧道口间距大于250 m时发生火灾,相邻隧道基本互不影响;(2)当隧道洞口间距小于250 m时,可以将相邻的隧道理解为隧道群;(3)隧道洞口间设置了车站的相邻隧道可不受洞口间距控制是否作为隧道群设计,可在相邻的隧道设置射流风机,控制烟雾向隧道内扩散;(4)隧道群中的紧急救援站应尽可能布置在明线上,救援站长度应依据任意车厢着火,且列车均在明线停车考虑。     

地铁辅助线设计研究

探讨地铁辅助线的设计方法及注意事项,包括:车辆段出入线一站或两站接轨方案的优缺点及接轨方式,出入线与正线立交需要的最小上、下线轨面高差和最小线间距诸因素的计算,一度停车位置的选定及如何满足缓坡设置的方法,一种小交路站前折返平面布置新图型,折返方式不同引起了安全保护距离有区别,停车线平面布置中安全线设置的推敲、最小线间距及有效长所考虑的因素,存车线需要的最小线间距、纵断面设计要求,安全线设置规定中的矛盾、探讨及信号制式对其设置的要求,道岔防护信号机与道岔间及道岔与站台间的距离要求等.     

广州地铁4号线隧道通风系统

介绍广州地铁4号线的隧道通风系统方案——采用隧道风机变频兼作车站隧道排风机,只在出站端设置活塞风道。与传统的系统方案相比,该系统方案可以大量节省初投资,并可以避免因风机全压选择偏大所带来的运行费用的增加。分析该系统方案的设计原则、设备选型原则等,可供方案推广应用所借鉴。     

地下岛式车站站台热烟测试评价研究

采用全尺寸热烟试验方法,在深圳地铁上梅林站地下岛式站台南端进行机械排烟试验。利用区间TVF(隧道风机)、U/O(车站排热风机)对站台进行辅助排烟,并将TVF并联,对一送两排模式、两送两排模式进行排烟测试;根据模式内容开启屏蔽门、端门,测试各种模式的排烟效果,观察各种防排烟模式下站台烟气运动情况和设备的工况,并测量和记录风速等数值。结果表明,利用区间隧道风机辅助排烟,能够增加楼梯口风速,但由于对流场的扰动破坏烟气分层,使站台烟气充填区域增大,导致烟气横向流动,不利于烟气排放。     

盾构端头井洞门SMW工法桩围护结构渗漏水处理技术研究

以某地铁车站H型钢水泥土搅拌墙盾构端头井洞门渗漏水事件为依托,分析研究SMW工法桩作为盾构隧道端头井洞门围护结构的可行性和潜在风险。通过工程实践证明,使用洞门临时封堵墙+袖阀管注浆技术进行洞门止水加固,采取水平取芯检测法进行止水加固体质量检测并控制加固体质量,SMW工法桩密插H型钢作为盾构隧道洞门围护结构是经济、安全、可行的,能有效地防止洞门加固体发生渗漏水、坍塌等潜在风险,为盾构机进、出洞提供安全保障条件,这些处理技术可为更多类似软土层盾构隧道工程提供参考。     

无活塞风亭地铁车站隧道通风系统方案

针对周边条件受限地铁车站进行取消活塞风井分析研究,结合广州某线路建立模型,利用SES程序对取消活塞风井车站前后区间正常、阻塞、火灾工况及影响因素进行模拟计算分析。分析得出如果取消车站所有活塞风井,在车站配置两台轨排风机,且轨排风机风量不小于60 m3/s时,利用前后车站隧道风机和该站轨排风机组织气流,正常、阻塞、火灾工况的模拟计算结果均能满足规范要求。实际应用时,需考虑线路客流对区间隧道温度的影响,必要时需采取降温措施。     

瓦斯隧道有害气体运移规律及通风方案优化研究

本文基于现场测试和数值模拟对隧道整体双洞互补式通风条件下瓦斯扩散规律进行分析和研究。结果表明:(1)瓦斯隧道爆破施工主要产物浓度峰值从掌子面向隧道洞口方向逐渐减小。(2)风速变化梯度随风管附壁程度的增加、距工作面距离的降低而显著提升;另外,局部压力损失会随着风管管口距工作面距离的缩小而增大。(3)在隧道掌子面附近区域瓦斯浓度变化最为显著,且射流区瓦斯浓度相较于回流区要低。本文研究成果可为瓦斯隧道施工通风优化提供参考。