基于交通风条件多点进出城市地下道路CO污染物浓度分布特性预测模型

多点进出城市地下道路结构形式复杂且位于城市人员密集区，机动车在行驶过程中排放的污染物(CO、NO_<i>x等)不仅将对隧道内驾驶人员的健康产生影响，同时还会给隧道洞口附近民众的居住环境及健康带来影响。为此，以机动车流排放污染物CO浓度分布规律为重点研究对象，依据质量守恒定律、并联风路理论，并结合上海和长沙4条隧道现场实测以及1∶8缩尺模型试验研究方法，开展了关于多点进出城市地下道路交通风以及机动车流排放污染物扩散特性的研究；基于研究结果，提出了交通风条件下多点进出城市地下道路机动车流排放污染物CO浓度分布特性预测模型构建方法，包括交通风速V_r、对流传质系数h_m和扩散特征系数K等关键参数的确定方法；长沙市营盘路湘江隧道实测结果验证了该模型的有效性，交通风以及污染物浓度预测模型计算值与实测值的误差评估值I_A分别为0.992和0.916。当已知隧道结构特征和交通特征时，利用该计算模型即可预测评估多点进出城市地下道路内沿机动车行驶方向各断面的平均交通风速、机动车流排放污染物CO平均浓度；同时可定量评价各分(合)流匝道对主隧道CO浓度分布特性的影响规律。研究结果可为多点进出城市地下道路科学选址及其通风系统优化设计与节能运行提供参考依据。     

湖南长沙营盘路湘江隧道全线贯通

2011年5月30日凌晨两点,湖南长沙营盘路湘江隧道全线贯通。营盘路湘江隧道号称穿越湘江第一隧,隧道位于银盆岭大桥和橘子洲大桥之间,东接营盘路,西接咸嘉湖路,工程总投资18.7亿元。主线为双向4车道隧道,主线北线全长3 001 m,南线全长2 702.1 m,工程于2009年9月20日开工,目前已实现南、北线全部贯通。同时,营盘路隧道还是一座地下立交,隧道的西岸两匝道落在北侧潇湘大道,东岸2匝道分别接南北两侧的湘江大道,4条匝道与主线在两岸地下立交。整个隧道工程计划于2011年9月底通车,届     

基于实测法的下凹式城市地下道路CO,NO_x排放因子研究

为了动态跟踪并把握城市地下道路机动车排放特征,基于隧道实测法,于2012年和2013年先后对上海市的延安东路越江隧道、翔殷路越江隧道、长沙市营盘路湘江隧道内的CO,NO_x浓度分布及相关环境参数进行了现场实测,并推算得到可反映中国城市地下道路车流综合平均CO,NO_x污染物排放因子现状水平的数据。结果表明:对于双洞单向下凹式城市地下道路,由外界产生的自然通风力的作用非常有限,而由机动车运动产生的交通通风力对隧道内污染物扩散和稀释起到了积极作用;坡度为-6%~6%条件下,下凹式城市地下道路混合车流CO,NO_x综合平均排放因子分别为(0.754±0.561)~(6.050±5.940),(0.121±0.022)~(0.818±0.755)g·km~(-1)·veh~(-1),推算结果与世界道路协会2012年关于中国地区的研究结果有较好的一致性,明显小于现行相关公路隧道规范的设计值。研究结果为中国城市地下道路通风工程设计提供了重要的参考依据。     

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。     

长沙市营盘路湘江隧道全线胜利贯通

2010年5月30日,由中铁隧道股份有限公司担负施工的长沙市营盘路湘江隧道北线江底段继4月9日南线贯通后实现安全顺利贯通。至此,营盘路湘江隧道全线实现安全胜利贯通。长沙营盘路湘江隧道位于银盆岭大桥与橘子洲大桥间,东起营盘路,西接咸嘉湖路,下穿潇湘大道、傅家洲、橘子洲和湘江大     

地下立交设计施工关键技术研究

我国城市快速发展,交通量急剧增加,导致城市立交发展迅猛。为了减少地面立交工程对区域规划的破坏,地下立交成为一个新的发展趋势。以长沙市营盘路湘江隧道和厦门市万石山地下立交工程为实例,介绍地下立交的功能定位,结构设计的控制性因素。以万石山地下立交工程为实例,介绍地下立交的设计和施工技术,为类似工程提供借鉴。     

地下立交设计施工关键技术研究

由于我国城市的快速发展,交通量急剧增加,致使城市立交发展迅猛。为了减少地面立交工程对区域规划的破坏,地下立交成了一个新的发展趋势。以营盘路湘江隧道和万石山地下立交工程为依托,介绍了地下立交的功能定位、结构设计控制性因素和施工技术,并以万石山地下立交工程为对象,详细介绍了地下立交的设计和施工技术。     

公路隧道旁通式净化站气流组织数值模拟及净化效果分析

为分析和解释气流组织对净化站污染处理效果的影响,以常见的旁通式净化站为例,基于FLUENT软件建立包含主隧道和旁通净化风道的数值模型,分析不同来流压力下主隧道和旁通风道的流动规律以及净化效果。研究结果表明,旁通风道风量只取决于设备阻力以及风机性能,与主隧道环境无关;当来流风量小于净化风量时主隧道将发生净流量回流的现象,导致两旁净化风道的负荷不同;当净化风量比为100%时,净化站对污染物的处理效果最佳。     

地下立交设计施工关键技术研究

由于我国城市的快速发展,交通量的急剧增加,导致城市立交发展迅猛。为了减少地面立交工程对区域规划的破坏,地下立交成了一个新的发展趋势。以营盘路湘江隧道和万石山地下立交工程为依托,介绍地下立交的功能定位以及结构设计的控制性因素和施工技术,并以万石山地下立交工程为对象,详细介绍地下立交的设计和施工技术,为今后其他类似工程的设计施工提供借鉴。     

多匝道城市公路隧道通风孔布置研究

针对某多匝道城市公路隧道,利用SES通风模拟软件研究通风孔布置、通风孔个数等因素对隧道内污染物体积分数分布、通风孔排污效率等通风效果的影响。结果表明:1)隧道采用顶部开孔自然通风方式,可以有效减少隧道内及出口处污染物体积分数;2)在匝道分岔点上方集中布置通风孔能达到较好的通风效果,开孔个数较少可减少土建投资;3)隧道段过长污染物体积分数不能满足标准时,应在隧道段后部增设开孔。     

矩形断面综合管廊线缆舱通风阻力系数数值仿真研究

为探究城市综合管廊通风阻力影响因素和计算方法，通过调研综合管廊通风系统设计和交通隧道通风阻力的相关研究成果，得到综合管廊线缆舱单位长度通风阻力系数的计算公式。建立综合管廊线缆舱三维数值模型，利用ANSYS FLUENT软件并采用标准双方程模型对通风障碍物比例约为15%的综合管廊线缆舱室内部支架、线缆和热效应对通风的阻力影响进行模拟。分析得到： 1)相较于内部无支架、线缆的综合管廊线缆舱，有支架、线缆时对通风阻力影响极大； 2）随着通风风速的增大，综合管廊线缆舱通风阻力逐渐增大，而通风阻力系数减小，且逐渐趋于稳定； 3）进口空气温度、线缆发热及舱内温度产生的热效应对通风的阻力效应有一定的影响，且随着进风温度增大，通风阻力和通风阻力系数逐渐降低。     

曲线公路隧道沿程阻力损失数值模拟

基于不可压缩粘性流体的N—S方程和k—ε两方程湍流模型,采用CFD方法对曲线隧道通风沿程阻力损失进行模拟计算。结果表明:曲线隧道中即增加了摩擦阻力损失也增大局部阻力损失;曲线隧道断面形式和通风速度对沿程阻力系数的影响较小,在距入口600m后沿程阻力系数基本达到稳定,入口段沿程阻力系数偏大;沿程阻力系数随半径的减小逐渐增大,半径较小时,增大尤为明显,并提出了小半径隧道沿程阻力系数的计算方法。     

湖南长沙营盘路湘江隧道首创水下立交

号称"湘江第一隧"的长沙市营盘路湘江隧道2011年10月29日正式竣工通车。该隧道由招商局重庆交通科研设计院有限公司首创水下立交设计方案,成为水下隧道科技创新的一大亮点。     

南昌红谷水下互通立交隧道通风排烟组织研究

为研究水下多匝道互通立交隧道的通风排烟特性,及时有效地排除隧道内烟气,以南昌红谷隧道为工程背景,应用CFD技术和现场试验的方法,对火灾时纵向排烟条件下不同纵坡和火源位置的烟气蔓延特性进行研究,分析坡度、火源与匝道位置等多因素耦合对烟气蔓延特性的影响。主要结论如下： 1)隧道东岸进口匝道排烟临界风速需大于2.5 m/s,各匝道射流风机均应开启,以保证匝道间分岔部位无串烟现象; 2)东岸出口匝道曲度大,隧道阻力较大,排烟临界风速为3.0~3.5 m/s时控烟效果较好,并宜选择流线顺畅、烟气流程较短的匝道进行排烟; 3)根据进出口匝道烟气蔓延特性的差异和相应试验条件下测算的排烟时间,提出对应的排烟策略,调整风机原设计的运行模式,以达到优化排烟气流组织、提高排烟效率的目的。     

城市地下道路智能控制潮汐匝道及其可行性研究

修建城市地下道路是解决城市交通拥堵问题方法中极其有效的一种措施,但是由于城市地下道路的规划建设往往滞后于城市的地面建设,导致地下道路匝道出入口的位置选择十分困难,改造建设成本高昂,并且压缩了有限的地面道路资源,给地面交通带来不便。为此,研究了目前城市地下道路匝道出入口设置现状,并对比埃文·马斯克的"电梯式"地下道路匝道出入口,提出一种新型地下道路匝道出入口设置方案——城市地下道路智能控制潮汐匝道。该方案可以根据交通流监控数据智能控制城市地下道路匝道出入口的开闭。通过对该方案的智能控制管理系统、推荐设计参数、升降坡道安全性验证、成本计算以及通行效率进行可行性分析,证明城市地下道路智能控制潮汐匝道出入口具有成本低、位置选择灵活、匝道通行效率高、安全性高等优点。     

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.     

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。     

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。     

公路隧道通风设计若干问题探讨

长大公路隧道的通风系统工程造价高、运营能耗大,通风系统设计合理与否,对长大隧道工程建设有重要影响。现行的《公路隧道通风照明设计规范》(JT J 026.1-1999)在隧道自然风阻力计算、根据稀释烟雾计算隧道需风量、竖井送排式通风系统中“不应有短道回流”等方面存在一定问题。在分析论证的基础上提出:(1)隧道自然风阻力应由自然风等效压差确定,在缺少工程实地观测资料的情况下,假定隧道自然风阻力为常量,并在10~30 Pa之间取值;(2)依据稀释烟雾计算隧道需风量时,在公式中应引入烟雾的质量浓度或烟雾的体积浓度,并用其替代公式中的一般烟雾浓度;(3)竖井送排式通风系统中宜变短道顺流为有控制的回流。     

城开路满月特长隧道通风方案优化研究

银川至百色国家高速公路重庆开县至城口(渝陕界)段满月隧道左右线分别长11446m和11428m,本文根据隧道埋深、需风量、通风井类型及数量、斜井施工运输方式提出了5种通风方案,对通风能耗、建安费、通风效果、防灾救援、工程地质问题、辅助主隧道施工等方面进行全面的技术经济比较,提出左线采用竖井送排分两段通风、右线采用一竖一斜分三段通风方案,并对推荐方案斜/竖井的最优排风比、经济风速和经济断面进行了分析,提出了满月隧道通风斜/竖井优化配置方案。论文的研究结论对满月隧道的通风设计提供了技术支撑,也对类似工程提供了参考。