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。     

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。     

金家庄特长螺旋隧道施工通风方案优化分析

为加快长大隧道施工进度，多采用开挖斜井增加工作面，而多工作面同时施工时，通风成为影响掘进速度的重要因素。以金家庄螺旋隧道斜井工区工程为依托，针对左线现有压入式通风方案工作面风量较小、通风效果较差的问题，提出风仓式通风方案。采用三维数值模型对2种方案的“风机-风管-隧道”系统进行计算分析，并将数值计算所得测点风速与现测数据进行校验。计算结果表明： 1）现有压入式通风，风管供风量和洞内风速均不能满足隧道施工通风要求； 2）采用风仓式通风方案后，能较好地控制工作面风管出口风量，使各工作面风量满足要求； 3）风仓式通风具有灵活性，可随着隧道开挖进尺的增加，调节风仓内风机，控制工作面风量； 4）风仓式通风能减少风管长度和转角，从而减少漏风量和风压损失，较好地为工作面提供风量。本文研究成果可为类似工程提供参考，具有实际工程意义。     

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。     

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。     

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。     

复杂隧道大变化断面钻爆法施工通风研究

以复杂隧道大变化断面钻爆法施工为学术背景，以大风量低风压低能耗新型风机为基础，提出一种主隧道贯通前采用管道压入式通风、贯通后采用巷道式混合通风的组合通风系统，解决复杂隧道、大变化断面钻爆法施工中的通风技术难题。     

山岭隧道施工通风方式的发展

对山岭隧道基本施工通风方式进行介绍,重点讨论为适应长大隧道斜井多工作面施工而开发的新型通风方式,即单斜井双正洞射流巷道式通风和中隔板风道式通风,对这2种通风方式的使用条件和注意事项进行阐述,并对隧道施工通风的发展提出建议。     

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。     

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。     

小风室接力通风在引水隧洞斜井进主洞施工中的应用

引汉济渭秦岭隧洞采用单斜井单正洞双向掘进的方式进行施工,最长独头通风距离达6 386 m,且主洞净空断面小,需要考虑同步衬砌、车辆通行安全距离和风管直径等因素,采用传统的通风方式已不能满足施工需要。为此,在参考前人的研究基础上结合本工程的实际情况,为本工程设计了小风室接力通风方案,经过相应的供风计算,从理论上分析小风室接力通风的可行性,通过工序优化及辅助通风措施的应用,科学合理地优化了通风方案,最后通过现场检测验证了小风室接力通风的应用效果,可为类似工程提供参考。     

长大隧道压入式施工通风三维动态数值模拟分析

长大隧道在主隧道贯通前的施工通风问题是多年来长期制约隧道通风的一个重要难题,虽然工程实践中不断探索解决办法,但效果一直不是特别理想。利用有限元分析软件对设置有竖井的长大隧道在主隧道贯通前的压入式通风的湍流动能、通风速度场、空气压力场、有毒气体浓度场进行了三维动态数值模拟。模拟结果标明,设置有通风竖井的长大隧道采用压入式通风,有毒气体排出快,通风效果好;但仅依靠竖井进行自然通风不能达到快速排出有毒气体的目的,必须借助在竖井内安装风机等通风设备对风流进行合理引导。     

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。     

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。     

平行导坑超前多作业面平行施工通风节能技术研究

隧道多作业面平行施工时,其通风难度一般都比较大。以三都隧道进口工区为依托,分别对射流巷道式通风方案、主扇式通风方案及压入式通风方案从技术、经济2方面进行对比,分析通风方案的经济合理性;从理论上论述通风机的自动控制变频节能原理与节能效果,并经过工程实践及现场通风效果测试,达到了整个通风系统高效节能的目的。     

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。     

乐红特长隧道通风系统设计及运营优化研究

依托乐红特长隧道工程,介绍了工程概况、需风量计算、通风方案论证.基于全寿命周期成本分析,推荐采用分段纵向式通风方式:右线采用单斜井两区段通风,左线采用两斜井三区段通风,左、右线均为三区段排烟,同时,根据近、远期交通量不同,制定了相应的通风系统运营策略,最大限度地提升了通风井通风效率,并降低了隧道运营费用.     

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。     

地下风机房施工过程中应力应变模拟分析

隧道通风问题是长大隧道建设和运营中亟待解决的重要问题之一。在实际工程中,长大隧道通常采用地下风机房作为辅助通风巷道。以山西省和榆高速公路云山隧道为背景,利用大型有限元分析软件模拟地下风机房在不同工况下斜井进入主洞的施工过程,分析研究不同工况下主洞与斜井交叉部位的围岩位移场和应力场的变化,揭示了不同工况下隧道洞周围岩的位移和应力变化规律,提出了采用台阶法开挖隧道的根据,指出了斜井两侧的主洞采用两个工作面同时开挖与分别开挖对交叉部位的围岩位移和应力的影响,为优化施工工法提供了依据,可为类似工程设计和施工提供参考依据。     

公路隧道运营通风辅助坑道断面比选确定

长大公路隧道为运营通风设有专门的通风辅助坑道，设计中大多数是依据允许最大风速来确定其断面，但却忽略了运营时风机的耗电费用影响，可能会造成很大的浪费，因通风电费与通风道断面积的2.5次方成反比，因而有必要将运营期间通风电费作为设计通风道断面的依据之一。为达到一段时期内的最佳经济效益，介绍了一种考虑运营费用的方法来确定公路隧道通风道的断面面积。