带出口匝道城市隧道通风特性比尺模型试验

通风特性是影响城市隧道内外环境的关键，为深入研究带出口匝道城市隧道风量及风量分配的变化规律，获得隧道总风量及分流比的高效控制策略，基于相似理论，设计并搭建总长为38 m的1/20带匝道隧道通风比尺模型，研制可实现8台模型风机联动的变频控制系统、16个断面的速度及压力数据的实时测量与自动采集系统（该系统在风速u ≥ 2.5 m·s^-1时，比尺模型同步满足阻力、惯性力和压力相似准则），进行各通风段射流升压力变化对隧道内风量及风量分配的影响试验。结果表明：隧道主线通风段与匝道通风段风量存在联动耦合效应，当调节某通风段射流升压力时，该通风段及与之串联的通风段风量均随着射流升压力的增大而增大，与之并联的通风段，风量随射流升压力的增大而减小；总风量和分流比分别是影响城市隧道内、外环境的关键因素，调节分流前主线段射流升压力不改变分流比，但对控制隧道总风量变化最为高效，单位射流升压力作用下的总风量变化幅度达1.43%·（N·m^-2）^-1；调节分流后主线段或匝道段射流升压力对隧道总风量的影响有限，但能有效控制分流比，单位射流升压力作用下的分流比增幅分别为（-4.43，4.16）%·（N·m^-2）^-1；利用分流前主线段的射流风机控制隧道内环境，利用分流后主线段或匝道段的射流风机控制隧道外环境，是最为高效的通风控制方法。     

郑万高铁隧道口紧急救援站防灾通风方案及参数敏感性研究

为确定隧道口紧急救援站火灾工况下射流风机的最优布置方案，明确各参数对防灾通风设计方案的影响，依托郑万高铁隧道口紧急救援站工程，对火灾工况下风机的布置方案及影响因素进行研究。采用网络通风算法，研究将风机布置于正洞进口段、正洞进口段和平导进口段、正洞进口段和横通道内3种方案的优劣，以及隧道内自然风、火源位置、火灾规模及隧道纵坡等因素对正洞内及防护门处风速的影响程度及规律。研究结果表明： 1）对于隧道口紧急救援站，将风机同时布置于正洞进口段和平导进口段时需要的风机数量最少。2）隧道内自然风对隧道正洞进口段的风速影响最大，而火源位置的影响程度相对较小，火灾规模及隧道纵坡的影响规律相同；相比于隧道正洞，各因素对隧道防护门处的风速影响相对较小。3）同时考虑火灾规模、隧道纵坡、火源位置及隧道内自然风等因素时，满足防灾通风要求的风机总功率为不考虑上述因素时的2.5倍；火灾工况下，开启风机的总功率为不考虑上述因素时的3.0倍。     

公路隧道互补结合竖井送排的改进型混合通风方式研究

针对特长公路隧道常规分段纵向式通风系统运营费用昂贵的问题，提出采用双洞互补与竖井送排相结合的改进型混合通风方式。在理论分析的前提下给出换气横通道与竖井的合理结合方案，详细推导适用于超出常规双洞互补通风方式限制长度的隧道的改进型混合通风方式计算方法；通过比较传统分段通风方式和改进型混合通风方式的交通风与隧道结构利用效率，对改进型混合通风方案的经济效益进行工程实例分析。结果表明：改进型混合通风方式与常规分段纵向式通风方式相比，前者有效地提高了交通风的利用率，降低了由于交通风太过富余而对隧道通风产生的不利影响，同时减少了资源的浪费；在最不利的行车阻滞工况下，改进型混合通风方式需要通过竖井进行送排的风量之和由1 723.06 m³·s^-1降至804.62 m³·s^-1，降幅达53.3％，有效地减少了轴流风机的功率，降低了对竖井的设计要求；在隧道通风最不利工况下，射流风机的配机功率提高了84%，轴流风机配机功率降低了52.4%，虽然射流风机购置费用增加，但总配机功率仍然减少13.1%，极大地节省了运营费用；在土建方面，改进型混合通风方式增加了2个横风道，取消了部分送排联络通道，相互抵消，但竖井的规模减小，土建费用有所下降；改进型混合通风方式增加了2条排烟通道，解决了双洞互补通风方式中火灾排烟困难的问题。     

基于交叉验证的XGBoost算法在岩爆烈度分级预测中的适用性探讨

为解决机器学习算法在样本较少时，所得岩爆烈度等级的预测结果存在可靠性不足的问题，采用一种基于交叉验证的XGBoost算法，并讨论其适用性。先选取岩石单轴抗压强度σc、单轴抗拉强度σt、洞室围岩最大切应力σθ、岩石弹性变形指数Wet以及岩体完整性系数KV等5个评价指标； 再以国内外岩爆实例数据为样本，通过多次交叉验证计算XGBoost算法岩爆预测准确率，与支持向量机算法、随机森林算法所得准确率比较； 最后对评价指标重要性进行分析。结果表明： 1）在样本较少时，样本划分和排序的随机性对预测结果影响较大，通过多次交叉验证求取预测结果平均值，可提高结果可靠性； 2）评价指标中KV与σθ重要性最大，σc重要性最小； 3）XGBoost算法具有较高的预测准确率，在岩爆烈度分级预测中具有一定适用性。     

隧道施工通风系统中竖井风量及影响因素分析

解决特长或单斜井多作业面隧道的施工通风问题常常需要增设通风竖井。为深入分析影响竖井通风的因素，以竖直圆管代替竖井，假设其内壁温度沿井壁线性变化，首先，推导出含内热源的竖井截面内稳态气流的平均风速表达式；然后，采用泰勒级数法得到竖井通风量的表达式。研究结果表明： 1）在隧道入口处大气压Pa5与进风竖井井口大气压Pa1的变化保持一致的情况下，两者差值不会对隧道施工通风产生影响。2）当Pa5与Pa1变化不同步时，两者差值（Pa5-Pa1）增大使得竖井进风量减小。3）位于进风竖井井底的风机所需风压随井口大气温度的升高而减小，随地层温度升高而增大。4）在环境参数与工作条件确定的情况下，可应用竖井风量表达式实现需风量定量分析。     

六盘山公路隧道通风设计

本世纪60年代以来，国外修建了很多设有纵向式通风系统的高速公路和城市道路隧道，随着内纵向通风系统由安装在车道上方顶板（或拱顶）上的小口径射流风机组成。我国公路长隧道的通风方式，以往都采用横向和半横向式。给向式射流通风只是近几年才应用于公路隧道的一种通风方式。     

扎尕梁特长公路隧道通风方案比选研究

为找到一种更加适合单洞双向行车特长公路隧道的通风方案,解决此类隧道排烟困难、人员疏散逃生困难的问题,结合具体工程,针对扎尕梁特长公路隧道的特点,提出合流型通风井排出式+射流风机纵向通风、平导压入式网络通风以及射流风机纵向通风+斜井分段排烟3种通风方案,从土建费用、机电设备初期投资、运营电费、通风控制、通风网络稳定性、通风方案的适用性以及管理维护几个方面对各个通风方案进行比选,通过比较各个方案的优点和缺点,最终给出推荐方案:射流风机纵向通风+斜井分段排烟方案。隧道正常运营工况下,主洞采用全射流纵向通风,实现按需通风;火灾工况下利用排烟斜井进行排烟,解决平导排烟只能分2段排烟的问题;利用平行导洞进行人员的疏散逃生和救援,解决人员疏散逃生问题。     

射流温度对公路隧道风机纵向间距的影响

依托公路隧道实际工程,运用FLUENT软件,采用RNGk-ε湍流模型,模拟分析了射流风机出口风速为30m/s时,针对第一组风机(距隧道入口52m)前端发生火灾,不同送风温度对隧道内温度场的影响。模拟结果表明,当风机出口温度为299,307,314,322,329K时,诱导段的长度分别缩短4%~10%。射流温度越高回流现象越明显,不利于诱导段气流组织的发展,风机纵向控制间距相应变大,从而影响了射流效率。研究结果为隧道内风机纵向控制间距的优化提供一定的理论依据。     

“双洞互补式+静电除尘”通风方式下公路隧道污染物浓度分布规律研究

为验证"双洞互补式+静电除尘"组合通风方式的通风效果,该文依托于荣乌高速公路营尔岭隧道工程,采用计算流体力学软件Fluent建立数值仿真模型,探讨换气通道位置以及射流风机增压在不同除尘效率下对隧道污染物浓度的影响规律。结果表明:随着换气通道距上坡隧道入口距离的增加,两条隧道出口污染物浓度逐渐接近;除尘设备可显著降低污染物浓度,同时随着除尘效率的增加,换气通道对平衡上下坡隧道出口污染物浓度的作用降低;随着隧道内射流风机增压的升高,隧道出口处的污染物浓度均逐渐减少,除尘设备除尘效率降低。     

箱涵改道之管幕推进设计施工案例

台北市区铁路地下化南港项目为将既有横交排水箱涵避开新建南港地下车站结构体,并依照现行台北市下水道设施标准以5年1次暴雨频率以改善区域排水,将排水箱涵改道,并于穿越南港路二段采用免开挖的管幕钢管及预筑箱涵节块推进工法,以维护公共管线功能及道路交通服务水平。本工程于南港路两侧设置出发井和到达井,各以40 cm预垒排桩及1~2阶H型钢内支撑系统,穿越南港路箱涵推进段长约22 m,且覆土深约3 m,采用水平打设27支216×8 mm管幕钢管,密排管幕钢管内灌注水泥砂浆,水泥砂浆强度fc’=210 kg/cm2;于出发井管幕内采用推进工法将刃口及22个2.1 m×2.4 m预筑箱涵节块逐步推进至到达井,并于预筑箱涵节块间施作连结及背填灌浆,施作2座人孔。     

秦岭终南山特长公路隧道网络通风研究

特长公路隧道通风技术研究一直是公路隧道界关注的焦点，由于特长公路隧道风流进出口（竖井或斜井）多，联络通道多，风道多，风机多等特点，因此，其运营通风技术复杂，本文结合秦岭终南山18km特长隧道的实际情况，将网络通风理论应用于实际工程中，取得了良好的效果。     

某客专隧道洞口段道床隆起病害分析与整治

为解决GZ隧道洞口段道床隆起引起列车限速运行的问题,采用人工测量及补勘等手段,探索道床隆起病害的原因,并提出相应的整治措施; 采用人工及自动测量方法监测道床隆起整治前后的道床变形,以分析评价道床隆起的整治效果。结果表明： 1）洞口段位处浅埋、偏压和基底承载力不均的组合工况中是道床隆起的主要外因,隧道开挖引起的地层偏压调整不充分,偏压力对隧底结构的挤压造成道床横断面出现不同程度的隆起; 2）针对明洞段地基不均和隧道洞口浅埋且地形偏压等主要因素,提出道床隆起整治采用明洞耳墙底注浆、洞外锚固桩、道床锚杆等加固措施; 3）自动监测成果表明,整治前K1966+310.0～+322.5段测点L6～L8、L10、L11的上拱速率为1.38～3.70 mm/月,整治后2018年2月15日-9月7日测点L6～L8、L10的上拱速率为0.53～0.69 mm/月,上拱速率减小了56.6%～85.1%,2018年5月13日-9月7日测点L11未继续上拱; 4）人工监测成果表明,2018年3月22日-9月7日,除了K1966+320.0测点B2和K1966+325.0测点B2明显隆起外,K1966+300～+340段各测点上拱缓慢,且部分测点有小量值沉降; 5）据目前监测成果,初步分析认为本段道床隆起整治目标未完全实现,道床变形监测仍在继续,应继续进行整治效果监测与分析。     

三维激光扫描技术在桥塔监测上的应用

为了降低米仓山竖井联络风道的施工难度,加快施工速度,从通风风阻的角度对联络风道取消二衬的可行性进行研究,通过采用FLAC3D软件对右线送风通道风机与隧道间变截面段建模,对在有二衬和无二衬(壁面平滑处理)2种情况下的风道中心面压力和速度大小随入洞距离的变化进行研究。研究结果表明,取消联络风道二次衬砌会增大风道横截面积、减小风速,有助于减小通风摩擦阻力,减少压力损失,最终降低建设成本和运营成本。     

特长公路隧道联络风道的通风方案优化

为了降低米仓山竖井联络风道施工难度、加快施工速度,从通风风阻的角度对联络风道取消二衬的可行性进行研究,通过采用FLAC3D软件对右线送风通道风机与隧道间变截面段建模,对有二衬和无二衬(壁面平滑处理)两种情况下的风道中心面压力和速度大小随入洞距离的变化进行研究。结果表明,取消联络风道二次衬砌会增大风道横截面积,减小风速,有助于减小通风摩擦阻力,减少压力损失,最终降低建设成本和运营成本。     

公路特长隧道互补式通风模式的火灾安全性研究

互补式通风是近年来出现的一种新型、节能的通风模式。为了研究和评估其在火灾工况下的安全性,采用火灾模拟软件FDS建立了隧道局部模型。根据设备性能及管理水平,设定联络风道内风机及风阀关闭时间为120 s。然后分析了着火后相邻隧道内的火灾烟气蔓延规律、温度场分布以及能见度状况。分析结果表明:联络通道风阀关闭前,将会有少量烟气蔓延至相邻隧道,根据温度场和能见度场判断,影响程度在可控范围内;联络通道内风阀关闭后,相邻隧道不再受着火隧道影响。对照国际道路协会(PIARC)研究报告中的人员安全标准,互补式通风模式能满足火灾情况下的安全运营要求。     

公路隧道联络风道局部通风影响数值分析

结合湖南雪峰山特长公路隧道联络风道设计方案，采用了CFD（计算流体动力学）方法对轴流风机与联络风道的连接形式以及联络风道渐变段局部通风压力损失进行分析，以确定出较佳的连接结构形式并计算出联络风道渐变段局部通风压力损失系数。结论可供实际工程设计参考。     

基于灰关联投影法的岩爆烈度分级预测研究

岩爆是高应力区开挖过程中常见的地质灾害，具有突发性和极强的破坏性，因此岩爆烈度分级预测一直是岩爆课题研究的重点。基于灰关联投影法的基本理论，综合分析影响岩爆发生的主要因素以及现有的岩爆评价指标体系，选取最大切应力与单轴抗压强度比值σθ/σc、岩石脆性系数σc/σt(单轴抗压强度与单轴抗拉强度比值)、围岩弹性储能系数Wet及岩石完整性系数Kv 4个指标，采用熵权理论确定指标权重，并运用灰关联投影法进行灰关联投影值计算和分级，从而预测出岩爆烈度等级。利用国内外多组典型工程实例对方法的可行性及适用性进行验证，将所得结果与熵权－正态云模型、RS－TOPSIS模型及实际情况进行对比。研究结果表明： 灰关联投影法用于岩爆烈度分级预测具有较高的准确性，且原理简单，运用方便，具有一定的工程应用前景。     

基于流体力学相似理论的“互补式+排烟竖井”组合通风模型试验研究

为研究"互补式通风+排烟竖井"组合通风方式隧道内风速变化规律,采用物理试验研究手段,对初步拟定的隧道通风方案进行模拟研究。针对营尔岭隧道建立1∶10的通风物理模型,观察隧道模型各区段内气体的流动状态。研究结果表明:竖井采取排风状态,打开上行隧道竖井阀门,增大竖井风机频率时,上行隧道送风段及其短道段风速保持稳定,排风段风速减小;下行隧道送风段内竖井到隧道出口段风速减小,竖井到右线横通道段风速保持稳定,短道段和下行隧道排风段风速增大;打开下行隧道竖井阀门,增大竖井风机频率时,上行隧道内的风速均保持增大;下行隧道排风段风速有缓慢增加趋势,但总体上各个区段的风速基本保持稳定。     

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。     

雪峰山隧道通风方案分析

详细介绍了雪峰山隧道采用分3段通风方案、分两段通风方案以及全纵向通风方案的分析方法、计算结果和比较结论。通过分析指出：对于公路隧道风机配置，必须进行多工况分析才能得出合理的结论；对于通风方案的比选，必须对隧道在使用期间的运营管理费用与土建工程等一次性投资进行综合分析才能达到多中选优的目的。