超长公路隧道斜井及正洞通风方案优化研究

为解决独头压入式通风不能满足超长隧道施工通风需求的难题。以秦岭天台山隧道为依托工程,通过三维非稳态k-ε双方程模型进行数值模拟。对比分析独头压入式、风机接力式、风仓接力式3种通风方案的优劣,并通过现场实测数据验证了模拟结果的正确性,讨论不同通风方式的通风效率和经济效益。结果表明:(1)风机接力式通风效率最佳,洞内排污能力好,风仓接力式次之,独头压入式最差;(2)风机接力式的经济效益最佳,成本投入低,独头压入式次之,风仓接力式经济投入最高;(3)风机接力式的设备损耗及维修养护费用最低,独头压入式次之,风仓接力式由于设备投入大,维修养护费用最高。     

长大隧道施工风仓式通风方式探讨

隧道施工通风是影响长大隧道快速掘进的重要因素.对长洪岭隧道现有斜井通风方案进行优化分析,提出风仓式通风.对不同工况下风仓内部流场进行三维数值模拟,通过计算分析,确定风仓及轴流风机布置的最佳形式,其有利于提高轴流风机效率,改善隧道内施工环境,分析结果可供其他长大隧道斜井通风参考.     

天台山隧道双斜井辅助正洞施工通风方式研究

特长公路隧道单斜井辅助正洞施工的通风研究较多,双斜井设计并不多见。以宝坪高速秦岭天台山隧道为工程依托,通过理论计算对比分析了压入式通风(普通风机接力和超大功率风机)和巷道式通风方式的优劣,讨论了不同风管直径对通风阻力的影响。结果表明,巷道式通风方式的风机和风带的一次性投入和运营电费均比压入式通风方式低,普通风机接力的一次性投入最大,但运营电费要低于超大功率的风机;风管直径对通风阻力影响大,但过大的风管直径会导致风机选型风压和风量不匹配,考虑实际情况,推荐风管直径为1.8m。研究结果供类似工程参考。     

隧道施工通风分风三通位置选择研究

采用并联风管对2个开挖面同时进行送风时,隧道施工通风系统中风管三通设置的位置对风管出口风量的影响较大,利用理论计算得出主风管与分风管直径的比值是分风三通设置位置对开挖面风管出口风量影响的关键因数,围绕着理论计算结果例举3个工程算例及1个工程实例进行了验证,得出合理选择分风三通的位置来提高风管出风口风量的方法,为采用分风三通的施工通风工程提供技术参考。     

高原铁路某隧道斜井工区施工通风方式研究

高原铁路某隧道斜井工区在通风方式选择上一直存在隔板式通风和风管式通风的争论。为给该斜井工区施工通风方式的选择提供参考，首先，采用通风网络计算的方法，对2种方式的通风系统进行分析计算。然后，根据计算结果和耗能的对比分析，得出如下结论： 1）隔板式通风和风管式通风均能使作业面的风速满足设计要求。2）当斜井中2根风管直径为2.2 m时，在风机配置相同的情况下，无论是第2阶段还是第3阶段，隔板式通风在耗能方面明显优于风管式通风。3）当斜井中2根风管的直径略大于2.5 m时，风管式通风的耗能与隔板式通风的耗能相当； 继续增大斜井风管的直径，其耗能将小于隔板式通风。最后，对类似单斜井双正洞模式的施工通风方式选择提出建议。     

南水北调西线超长隧洞TBM施工通风方案研究

为了满足在高原环境下,超长隧洞TBM施工通风的需风量以及工作面的散热要求,需要对隧洞的施工通风方式及设备配套进行全面研究。根据各种参数,确定隧洞的通风方式,并对其需风量进行了详细计算,然后利用数值模拟对风机和风管的匹配进行研究,得出适合本隧洞通风需求的风机和风管匹配方案,并对隧洞内的风速分布和热环境规律进行数值模拟研究,科学、直观的评价隧洞施工环境。     

单斜井双正洞施工通风技术研究

为解决斜井进入正洞以后通风难度大,通风效果较差的难题,引入了单斜井双正洞射流通风技术。重点介绍此新型技术的原理,斜井压入式通风模式和斜井抽出式通风模式,并对2种模式进行了对比。通过对风机选型及风机和风管的配套选型进行理论计算,说明了这种新型通风模式的科学性,通过在包家山隧道3#斜井的应用,进一步验证了这种单斜井双正洞射流通风技术的可行性,爆破15 min后CO和NO2的浓度都在国家标准控制之内。单斜井双正洞射流通风这项新型射流通风技术,摒弃了过去一直将射流通风技术仅仅应用于平行双洞的惯例,成功解决了由斜井进入正洞多工作面同时施工的通风难题。     

隧道斜井施工方法

以包家山隧道3号斜井和秦岭1号隧道斜井工程为例,对斜井的正井法与反井法作了阐述,重点介绍反井法中排碴导洞的开挖方法、出碴方式、出碴设备、滑碴风险预防、通风方式、风管防护等内容。通过工程实践表明：1）正井法施工斜井是目前公路隧道施工斜井广泛采用的方法,一般是为增加开挖工作面而设,可提高施工效率,缩短工期;2）反井法施工斜井是为隧道的运营通风而设,施工难度较大,对于施工机械设备的配套要求较高,故在条件许可的情况下,一般应采用施工方法成熟、安全的正井法。     

关角隧道双正洞巷道式通风及节能升温技术

以全长32.645 km的双洞单线关角隧道施工为例,针对高原长大隧道施工通风的难题及其与保持隧道内温度相矛盾的问题展开研究,以双正洞巷道式施工通风及高寒地区隧道节能升温2项核心专利技术为背景,介绍了在施工中采取斜井设置中隔板的方式,充分利用斜井顶部弧形空间,在保证隧道进风量和风速的同时,为工程运输和排水管道设置提供了足够的空间。在双正洞内形成的运输、通风2个通道,缩短了风机送风距离,保障了隧道工作面需风量; 同时,根据市政工程暖气原理,自主研发了隧道节能升温系统,在关角隧道施工实践中得到了成功应用,取得了良好效果,为类似工程施工积累了经验。     

基于大断面高铁隧道的施工通风时间理论预测方法研究

为了获得隧道施工中风管出口到掌子面的距离（以下简称“风管距离”）以及风管出口风量对施工通风时间的影响规律，以郑万线机械配套施工的大断面高速铁路隧道为工程依托，采用CFD数值模拟和多项式拟合数值分析方法对1D、2D、3D、4D（D为断面当量直径）的风管距离搭配2 000、2 500、3 000、3 500 m3/min 4种风管出口风量作用下的最少通风时间进行研究。研究结果表明，施工通风时间受风管距离与风管出口风量2个因素的影响，通风时间t与风管距离x之间关系可以表示为t=ax2+bx+c的形式，且式中各项系数均可以通过多项式拟合表达为风管出口风量Q的函数，故研究可得出通风时间t与风管距离、风管出口风量间的函数关系式为t=f(Q)x2+g(Q)x+h(Q)，同时运用该公式对向家湾隧道工程实例的通风时间进行预测。研究成果为郑万线隧道机械化快速施工通风时间的确定提供了理论指导，研究揭示的规律及所采用方法对类似隧道工程施工通风时间的确定具有一定的参考价值。     

西秦岭隧道店子坪斜井施工段施工通风技术

通过对西秦岭隧道店子坪斜井施工段施工通风方案进行分析,以及对超大功率风机方案和普通风机接力方案进行比选,从隧道内需风量及风压计算到设备选型及通风系统布置,全面介绍长大隧道施工通风技术。     

吕梁山隧道5号斜井工区施工通风方案研究

施工通风是特长隧道施工组织设计中的一项重要任务,对特长隧道能否顺利建成具有关键性作用,以吕梁山特长铁路隧道5号斜井工区为例,根据长大斜井与正洞多工作面施工的特点,提出设计方案,并据此推算出施工风量布置风机,以选择合理通风方案,并针对该工区施工通风特点提出了建议。     

雪山梁高原特长隧道施工通风关键技术三维数值模拟

为解决高原特长隧道施工期间缺氧低压、通风困难的问题,以雪山梁隧道工程为研究对象,针对高原地区特长隧道施工通风技术展开研究。结合雪山梁隧道各施工阶段隧道内的空气质量监测数据,从理论上对施工通风需风量、高原地区通风阻力做出计算和分析,选择合理的通风设备,适应不同阶段的通风方式。依托工程,基于Fluent流体力分析学软件及相关理论,对隧道主洞在压入式通风气流运动条件下采用三维紊态k-ε双方程湍流模型进行数值模拟,得到了隧道在掘进过程中扬尘浓度和气体流场的变化情况;通过模拟结果与实体监测数据相互佐证,对现有施工通风方案进行验证。     

公路隧道斜井送排式通风节能系统优化分析

公路隧道在施工阶段一般利用斜井作为辅助通道增加施工工作面,运营阶段继续采用此斜井作为运营通风通道,这种通风系统能耗巨大,年运营维护费逾越百万元。竖井送排式通风系统相对斜井通风系统沿程损失更小,通风效率更高。因此提出新建竖井作为运营通风道,原施工斜井作为逃生救援通道的新型通风节能优化方案。本文基于山西云山隧道实际工程,分别计算斜井与竖井的土建造价及能耗,利用FLUENT软件对斜井与竖井通风进行数值模拟,分析两者土建费用、运营能耗以及通风效率,对此优化通风系统的经济性进行评价,并为类似工程提供参考。     

飞鸾岭隧道的施工通风

本论述了机械通风方法在飞鸾岭隧道进口端施工中的运用，阐述了施工通风的设计与计算，实践证明，采用两台风机并联后在洞内串联一台风机的压入式通压方式在长大公路隧道施工通风中是可行的。     

西岙岭公路长大隧道施工技术

西岙岭隧道为双向4车道分离式隧道,全长近6.0km,采用对头施工,最大开挖断面达到110m2。较全面地介绍西岙岭隧道西侧长度超过3km的左右两条隧洞的施工工艺与技术。隧道采用钻眼爆破法开挖,两洞同时推进;根据围岩破碎程度,采用了环形开挖留核心土法、上下台阶法和全断面法等多种开挖方法;采用气腿式凿岩机钻眼,装载机、挖掘机装渣,大型汽车运渣;采用大型砌筑台车进行二次衬砌;隧道开挖初期采用对旋式风机压入式通风,随着隧道的推进,改为巷道通风方式,较好地解决了长大隧道的通风问题。其施工工艺与技术的成功实施,可为相似的长大隧道工程提供施工经验与技术支持。     

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。     

公路长隧道施工通风技术分析

从风量计算、风机和风管选型与布置、通风效果检测及评价等几个方面对昆石高速公路阳宗隧道的施工通风实例进行了分析论证,实践证明:阳宗隧道施工通风系统效果良好.     

雪山梁隧道施工通风关键技术三维数值模拟研究

为解决高原地区特长隧道施工期间缺氧低压、通风困难的问题,以雪山梁隧道工程为研究对象,对高原地区特长隧道施工通风技术展开研究。结合雪山梁隧道各施工阶段隧道内的空气质量监测数据,从理论上对高原地区隧道施工通风需风量、通风阻力进行计算和分析,以便选择合理的通风设备,适应不同施工阶段的通风方式。另外,基于Fluent流体力学分析软件及相关理论,对雪山梁隧道主洞在压入式通风气流运动条件下采用三维紊态k-ε双方程湍流模型进行数值模拟,得到隧道在掘进过程中扬尘浓度和气体流场的变化情况,并将数值分析结果与实体监测数据进行比较,找出通风技术环节的不足,使施工通风方案得以补充和优化。     

隧道施工开挖面瓦斯涌出及扩散规律研究

为探明瓦斯隧道施工过程中瓦斯积聚现象的发生原理和开挖面流场、瓦斯涌出及扩散规律,建立压入式通风三维数值计算模型,研究瓦斯涌出量、风量大小和风管位置等因素对瓦斯扩散的影响.结果表明:在瓦斯涌出面附近区域,瓦斯浓度大梯度变化现象主要发生在回流区,且伴随瓦斯积聚现象发生,但随着与瓦斯涌出面距离的增加,瓦斯浓度逐渐趋于均匀;瓦斯涌出量越大,对流场影响越严重且漩涡范围越大,漩涡对瓦斯扩散有滞留作用;增大通风量可以有效控制瓦斯积聚,但风管布置位置只在一定范围内对瓦斯积聚影响较大.