双线隧道共用竖井排风时中隔板高度优化模型试验

在公路隧道竖井送排式纵向通风系统中,上下行隧道共用竖井排风的工况日趋广泛,为降低通风能耗,对竖井底部中隔板高度进行物理模型试验研究,测试不同风量和中隔板高度时能量损失的变化规律.结果表明在两隧道需风量比值为0.6～1时,中隔板高度宜取风道高度的0.55～0.65倍.     

特长公路隧道送排式通风设备配置的优化研究

根据某特长公路隧道不同行车速度下的风量计算,运用通风网络理论,进行了送排式通风射流风机和轴流风机的优化配置研究.研究表明:竖井(斜井)分段送排通风设计时,应通过各行车速度及风量计算射流风机台数,合理配置射流风机;如按最大行车速度设计可能会导致某一速度情况下风量不足,最小行车速度设计又将导致隧道通风能力严重过剩.主风机的选型应结合射流风机设置的控制风量进行.按最大设计风量计算,将导致主风机的选型偏大;按最小设计风量计算,将导致主风机的选型偏小,而射流风机的能耗会急剧增加.     

公路长隧道纵向组合通风计算方法及应用

本文运用气体动力学的动量守恒与能量守恒方程建立隧道竖井送排式组合通风计算方法，并结合我国最长的公路隧道某工程，产井送，排风量，风速，压力，浓度比及与射通风等进行计算分析，提出优化量，提供竖井通风设计依据。     

单向坡特长公路隧道的通风系统设计

为了分析单向坡特长公路隧道通风系统的特殊性,并满足其正常行车环境卫生标准和火灾排烟问题,采用需风量分析及多方案技术经济综合比较的方法,用单斜井送排式纵向通风模式解决了上坡隧道与下坡隧道需风量不平衡及火灾排烟问题。     

米仓山公路隧道出口段施工通风方案设计

近年来中国基础建设事业蓬勃发展,公路里程大幅增加,随之涌现出了一大批长大隧道。在隧道施工和运营中,通风设计是必不可少且非常重要的一个环节。该文以米仓山特长公路隧道为例,对米仓山隧道施工期间通风方案进行设计,并对长大隧道通风方式的选择、施工工区的划分、风量风阻的计算以及通风布置等方面进行了探讨和分析。结果表明:①长距离独头掘进隧道计算需风量时应考虑隧道内作业人员、爆破、内燃机械以及最低风速4个因素,并应结合实际情况对某些参数的取值进行扩大;②在考虑射流风机克服隧道阻力的同时,还应增设局扇驱散局部聚集的粉尘及有害气体,如二衬施工处;③长距离独头掘进隧道应充分利用斜井、竖井进行通风,从而减小通风距离,达到理想的通风效果。     

氮氧化物对隧道需风量影响研究

为研究隧道环境中氮氧化物对隧道通风的影响,根据不同国家隧道通风环境标准,综合考虑车型、汽车质量、海拔、车龄等影响因素,结合PIARC的相关标准和计算模型,以港珠澳大桥海底隧道工程为例,得出稀释氮氧化物的需风量,并与稀释一氧化碳及烟雾需风量进行对比分析。研究结果表明,氮氧化物中转化为二氧化氮的部分对隧道需风量影响较大,与稀释一氧化碳及烟雾需风量比较,稀释氮氧化物的需风量为控制值。     

特长公路隧道正洞送排风口间短道流态数值分析研究

结合特长公路隧道竖井送排通风系统设计方案,运用了计算流体动力学(CFD)方法对隧道正洞送排风口间短道流态进行三维数值分析,确定出短道流态的影响因素,并给出确保短道流态满足设计要求的土建设计方法和运营风量调控措施,结论可供相关通风工程设计参考.     

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。     

公路隧道双洞互补式通风的设计方法与试验

针对单坡隧道左右线通风负荷不均衡的问题,提出了双洞互补式通风方式,详细推导了左右线隧道长度不同、换气风量不同时双洞互补式通风的计算方法;采用物理模型试验,验证了双洞互补式通风方式的可行性和可靠性;利用双洞互补式通风设计方法对某隧道进行了简要的通风设计,通过比较单斜井送排式通风方案和互补式通风方案的配机功率,分析了互补式通风方案的经济效益.结果表明:双洞互补式通风方式利用下坡隧道作为上坡隧道的换气竖井,用空气质量较好的下坡隧道内新鲜空气去稀释空气质量较差的上坡隧道内的污浊空气,减小了通风系统规模,均衡了左右线隧道风量,降低能耗,节约了初期投资,具有良好的经济和生态效益.     

雪峰山隧道运营通风模型实验研究

雪峰山隧道是国道主干线上海至瑞丽高速公路湖南省境邵阳至怀化段的控制性工程,位于邵阳与怀化两市交界山区.雪峰山隧道全长7 km,是湖南省目前拟建设的第一长公路隧道,而且是国内第一座采用双竖（斜）井三段送排式通风的隧道.由于两竖井通风方式的运营调节要比一座竖井通风方式复杂得多,压力、风量平衡、气流短路、回流等相对难以控制,需要开展专项攻关.雪峰山隧道运营通风模型实验研究的目的,是为了通过研究论证该雪峰山隧道通风方案的合理性,进一步了解该隧道运营通风的基本方法和原理,为该隧道运营通风方案提供可靠的技术保证并为实际工程服务.     

双洞互补式通风系统在两河隧道中的应用研究

针对两河特长公路隧道左右线通风负荷差异较大的情况,采用双洞互补式通风设计理论及方法,对两河隧道通风系统进行优化设计。采用横向通风道使上下行隧道形成整体通风网络,以下坡隧道内污染物浓度较低的空气去稀释上坡隧道中污染严重的空气,使2条隧道内的通风均满足娩范要求。互补式通风方式充分利用隧道内部空间与下坡隧道的富裕通风能力,取消通风竖井,使通风系统整体经济效益得到显著提高。     

静电除尘装置在公路隧道通风中的使用条件研究

隧道通风需风量的确定是取CO浓度指标和烟雾指标计算出来的较大者作为需风量。如果是烟雾浓度指标的需风量大于CO指标需风量,则静电除尘装置的使用可以降低隧道内的需风量,从而提高了运行的经济性。在不同的坡度和车速下,机动车的CO和烟雾的排放特性会发生变化。研究了在不同的坡度和车速下,静电除尘装置基本使用条件的确定。研究成果可用于隧道通风设计与研究中。     

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。     

郑州地铁17号线长大区间隧道中间风井通风方案研究

郑州地铁17号线长大区间隧道（机场站-新港八路站）设置2座中间风井,长度约为6.7 km。为研究该长大区间中间风井最佳通风方案,采用SES软件建立全线数值计算模型,分析对比不同中间风井活塞通风模式下,该区间隧道的新风量、温度、初投资和牵引能耗费用等,得到中间风井最佳通风方案。结果表明： 1)双活塞通风模式下该区间隧道新风换气次数最大且大于3 次/h,远期高峰小时隧道内平均温度最低; 2)双活塞通风模式初投资最高,牵引能耗费用最低,相较于其他通风方案,建成通车后26年节省的总牵引能耗费用可抵消额外投资; 3)从隧道环境和工程经济性综合分析,推荐采用双活塞通风模式。研究结果可为地铁隧道通风系统设计提供参考。     

公路隧道双洞互补式通风系统横通道角度研究

依托某公路隧道研究通风横通道角度对双洞互补式通风系统的影响。通过数值模拟,分析不同角度工况下分流3通与汇流3通因阻力损失不同而引起的送风量差别,提出联络风道中汇流3通因阻力损失是确定横通道角度的关键。计算表明,在通风风速较大时,随横通道角度的减小,汇流3通段阻力损失会急剧变大;横通道角度为60°时,有利于通风网络的气流组织。     

带竖井长大公路隧道火灾通风的CFD分析

针对带竖井的长大公路隧道,建立了隧道火灾物理、数学模型,并运用CFD的方法进行数值求解,用连续方程、动量方程、能量方程及气体组分方程描述其气流流动状态。并采用受浮力影响的湍流模型方程,选取秦岭终南山特长公路隧道作为计算模型,分析了不同通风风速下,隧道与竖井内的速度场和温度场,从而较全面地了解隧道和竖井内的火灾特性和烟气发展规律。分析表明3 m/s的通风风速对于防止出现回流,缩小火灾影响范围是比较理想的。     

TBM施工引水隧洞降温技术研究

TBM施工时,岩温和机械发热所产生的大量热量会导致隧洞内的温度环境恶化,TBM掘进面附近的温度控制是影响连续长距离掘进的重要因素之一。为制定合理的TBM施工段降温措施,采用传热学理论,对采用压入式独头通风的TBM施工隧洞内的温度分布规律进行研究,并以引汉济渭岭北段TBM 5#斜井工区为例进行验证。通过引入空调工程中焓值的概念,确定TBM隧洞人工降温的冷负荷,对常见的降温措施进行对比讨论,进而确定TBM施工隧洞的降温措施。研究表明： 隧洞内的空气温度与隧洞壁温、通风风温、通风风量、盾构的发热功率、隧洞周长、通风长度、风管侧壁传热系数和隧洞侧壁的换热系数等参数有关;对于TBM掘进面附近高温、高湿的环境,只能采取人工制冷降温措施进行降温     

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。     

冷凝对隧道通风热压的影响分析

为研究空气水分冷凝现象对隧道通风热压的影响,采用现场实测的某地下通风隧道空气参数以及文献中某隧道自然通风的测试数据,对选用的有限差分法隧道通风传热传质过程及热压计算数学模型进行了验证;并采用数值模拟方法研究分析了不同隧道入口空气温度、相对湿度及通风速度条件下,隧道内空气冷凝现象、沿程空气温度以及热压的变化规律。研究结果表明:冷凝会增大空气与壁面的传热量,使隧道内的空气降温速度减慢,导致通风热压变小,并且该影响会随入口空气温度与相对湿度的升高而增强,随风速提高而减弱;当未发生冷凝时,隧道沿程空气温度分布及热压几乎不受空气湿度的影响。以一个全纵向通风的地下隧道为例,在4~8月,隧道会出现较大范围的冷凝现象,考虑冷凝计算所得热压比不考虑冷凝时低30%,对应的自然风风速平均偏差为0.5 m·s^-1;在其余月份,不考虑空气冷凝计算所得通风热压与考虑冷凝时相同。因此计算湿热季节通风热压或对应的自然风风速时,应考虑冷凝的影响;其余季节可按不考虑冷凝的方法简化计算隧道热压。     

基于圆形断面的隧道温度场有限差分计算模型

除了少数圆形隧道外,大部分山岭交通隧道断面采用马蹄形或端墙式等形状。在隧道温度场的预测中,圆形断面模型能否代替马蹄形等实际隧道模型,其适应性值得研究。应用基于空气－衬砌－围岩的对流－导热耦合作用控制方程的有限差分方法,建立圆形断面模型对东北寒区马蹄形隧道温度场进行计算,并与现场实测温度场进行对比。结果表明： 1) 圆形断面隧道模型有限差分计算方法克服了通用有限元软件建模复杂、对硬件要求高的弊端,考虑了隧道内风流速度和入口风流温度的影响,在隧道温度场的预测计算中能够满足工程使用要求。2）隧道内风流速度和入口风流温度对隧道温度场影响较大。本文算例中,入口风流温度每升高10 ℃,二次衬砌表面温度升高约7.2 ℃,增幅均匀;从1～5 m/s,洞内风流速度每增大1 m/s,二次衬砌表面温度降低的幅度为6.6、2.7、1.5、0.9 ℃,降幅越来越小。