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。     

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。     

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.     

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.     

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。     

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。     

公路隧道通风竖井温度应力三维数值模拟与分析

采用三维数值模拟的方法,对单井中隔板分离送排风一体的井筒温度应力进行分析和研究,揭示通风竖井井壁、中隔板和地层温度的季节性变化规律,并分析温度附加应力的动态变化规律,为通风竖井井壁和中隔板的应力、应变监控量测提供理论支撑,保障通风竖井的安全运营.模拟和分析的结果表明,进风筒井壁和地层中温度分布受气温季节性变化的影响而呈周期性变化,排风筒井壁和地层中温度分布基本上不受气温变化的影响;由温度产生的附加应力很大,主要以竖向温度应力为主,最大值达到12MPa左右;温度应力随季节呈周期性变化,排风筒一侧,上半年递增,在夏季达到峰值,下半年递减,而进风筒一侧和中隔板恰好相反;温度应力随着井深的增大逐渐增大,竖向温度应力峰值出现在基岩层的竖井井壁和中隔板中;进风筒一侧的温度应力远大于排风筒一侧.     

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。     

长大隧道施工通风方法研究

隧道施工通风有着众多方式,各种通风方式都存在优缺点。长大隧道施工中,独头掘进距离长,需要的风压与风量大,且常设计有施工竖井(斜井)等辅助坑道,因此,长大隧道施工通风方式的选择要考虑各通风方式的特点,结合隧道自身的环境、施工方法、经济以及施工管理等因素,利用辅助坑道,选择最优通风方式,以确保施工圆满完成。     

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.     

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。     

台湾雪山特长公路隧道通风系统分析

本文通过空气动力学及污染物运动分析发展程序模拟台湾雪山隧道内的污染物浓度分布。车行上坡隧道塞车是雪山隧道的最大通风需求工况,雪山隧道通风设计最大的特点是将通风竖井和空气互换管道整合一体,故隧道塞车时的最大通风需求可由相邻隧道共同分担。通风竖井或空气互换处是隧道内空气最污浊的地方,通风设备运作使通风竖井或空气互换处的污染物浓度恰能符合安全标准即可;通风竖井较空气互换耗电但排污最有效,空气互换对平衡两隧道通风需求差都有优良效果,两者功能类似。本文模拟雪山隧道在数种不同交通流状况下的通风需求及隧道内的污染物分布。     

特长公路隧道通风竖井中心扩孔法开挖定额研究

秦岭终南山特长公路隧道通风竖井工程采用的中心扩孔法在当前全国竖井工程中有极好的代表性。因此,针对首次在秦岭终南山特长公路隧道中成功使用的中心扩孔法,进行了竖井开挖定额的研究,该研究成果对公路隧道通风竖井工程定额有重要参考价值和实用性。     

秦岭终南山隧道竖井施工取得最小误差和最高精度

由中交隧道工程局承建的陕西秦岭终南山隧道2号通风竖井工程井深661m,开挖直径12．12m～15．20m,是目前世界交通建设中规模最大的竖井工程。     

单井两分结构的滑模施工技术

秦岭终南山特长公路隧道为世界规模最大的公路隧道,其运营通风竖井的深度及直径也为行业罕见。该隧道的3座运营通风竖井均采用单井两分技术,目前竖井的滑模施工工艺相对比较成熟,而如此规模的两分竖井的滑模施工国内尚未遇到。本文简要介绍了该项目深大两分竖井的滑模施工工艺,旨在结合其具体施工,探讨通风竖井的设计与施工技术。     

公路隧道通风竖井施工方法

0 引言 随着高等级公路的不断发展,山区隧道也越修越长.从目前的工程实践来看,5 km以上的特长隧道如不采用分段式纵向通风,洞内风速很可能超过《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）的规定（10 m/s）[1].另外,如果发生火灾时,隧道内的排烟路径不能太长,应尽可能分段通风、分段排烟,而实现分段通风的最主要手段就是设置通风井.在公路隧道通风井的选择上,竖井可以大大减小通风阻力,从而降低通风运营费用,所以从国内外的发展趋势来看,越来越多的隧道工程通风井选择了竖井.     

夹活岩特长公路隧道竖井设计及施工方法探讨

介绍了夹活岩特长公路隧道通风工程的规模、国内外公路隧道通风竖井的主要施工方法及各自的适用条件和优缺点。重点介绍了夹活岩隧道通风竖井的设计,探讨了竖井施工的适用方法,同时提出了通风竖井设计及施工中所面临的问题。     

石牙山隧道通风设计

纵向通风因投资小、施工简单又便于分期实施，目前己广泛应用于高等级公路隧道中。本文详细地介绍了石牙山特长隧道竖井送排式纵向通风设计，可供设计人员在进行其他公路隧道通风设计时参考。     

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。