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.     

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。     

特长公路隧道纵向一半横向混合通风方式研究

介绍了一种纵向—半横向混合通风方式,双洞单向、单洞双向交通时中间半横向通风段的长度分别可达到6.0、10.0 km。利用一元流伯努利方程,以典型通风单元为研究对象,详细地推导了这种通风方式的所有计算方程。通过具体数值算例,研究了这种混合通风方式在单向交通和双向交通时的风压、风速分布,论证了纵向—半横向混合通风方式在特长公路隧道通风中应用的可行性。为解决特长公路隧道纵向通风分段太长和中间竖井过深的困难,实现公路隧道通风方案选择的计算机程序化提供了很好的帮助。     

特长公路隧道平导通风方案研究及优化

为了给特长单洞双向公路隧道提供经济合理的通风方案和设计参数,结合四川绵茂公路篮家岩隧道通风设计实际工程,综合考虑篮家岩隧道的工程地质条件、环境保护等制约因素的影响,选择了有利于救援和隧道修建的半横向平导通风方案.在平导通风方案中,根据隧道纵坡线形,计算分析后确定风压中性点,合理组织风流,并为特长单洞双向公路隧道提供了可...     

公路隧道排送通风系统升压模式分析研究

基于动量定理及能量守恒定律,推导了公路隧道排、送风升压计算理论公式。并应用数值计算方法求得不同工况下公路隧道排、送风升压值,同时将数值计算结果与理论计算值和规范计算值进行了比较分析。对现行规范排、送风升压计算公式中相关系数进行了修正,并给出了理论合理、形式简单的新的排、送风升压计算公式。相关研究结论可供公路隧道通风设计计算参考。     

公路隧道竖井马头门区域通风优化分析

对公路隧道纵向排送通风方式中竖井马头门区域进行通风优化分析。分析表明,传统的通风设计中将之等同于等断面90°均匀拐弯进行取值的方法存在较大误差,应引起隧道通风工程界的重视。研究表明对马头门区域应同时采取结构优化和加设导流板的辅助措施;导流板数目并不是设置越多越好,设置过多的导流板对通风断面形成阻滞反而加大了风阻损失。只有设置合理数目的导流板,才能有效减少风阻。相关研究结论可供公路隧道通风设计计算参考。     

特长公路隧道通风竖井施工方法分析

目前随着山岭重丘区高速公路建设的日益增多,对环境保护方面的工作也日益重视。高速公路特长隧道的设计逐步增多,通风竖井作为特长隧道的通风设施普遍采用。结合广梧高速公路石牙山隧道通风竖井的施工工艺进行分析。     

公路隧道各种通风方式适用长度的研讨

公路隧道各种通风方式适用长度，至今没有一个统一的认识。这给隧道设计，如何正确选择适用的通风方式，带来的定困难。根据一些先进国家的专家学者，对划分隧道各种通风方式的适用长度，在看法上较一致的观点，提出来供同行们在隧道我设计的参考。     

小竖井自然通风条件下长公路隧道通风系统模糊控制方法

依托雷家坡一号公路隧道工程,研究了小竖井自然通风条件下长路隧道通风控制系统。提出了雷家坡一号隧道冬季通风系统模糊控制方案。该方案能够根据隧道内CO浓度及交通量的变化,实时地确定公路隧道内射流风机的开启数量。在该方案的基础上,通过对射流风机产生的压力及竖井升压力进行计算,得出雷家坡一号隧道冬季竖井升压力可折减2台射流风机的结论。利用上述结论,对原有模糊控制方案进行了修正,从而优化了长公路隧道通风系统,可降低长公路隧道通风的运营成本。     

公路隧道联络风道局部通风影响数值分析

结合湖南雪峰山特长公路隧道联络风道设计方案，采用了CFD（计算流体动力学）方法对轴流风机与联络风道的连接形式以及联络风道渐变段局部通风压力损失进行分析，以确定出较佳的连接结构形式并计算出联络风道渐变段局部通风压力损失系数。结论可供实际工程设计参考。     

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.     

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。     

公路隧道通风系统“沿程压力损失系数”取值研究

对公路隧道通风系统中的沿程压力损失系数取值进行了理论分析和计算模拟。研究结果表明,尼古拉兹经验计算式适用于联络风道和竖井的沿程压力损失系数计算且可满足工程精度要求,但并不适用于运营工况下隧道正洞的沿程压力损失系数计算。在充分考虑高速公路隧道洞内附属设施的情况下,对两车道、三车道以及四车道公路隧道的"等效通风沿程压力损失系数"进行模拟,得出了对应隧道"等效通风沿程压力损失系数"的最小值。在此基础上,考虑隧道内行驶车辆的体积对隧道通风的影响,求出了隧道"等效通风沿程压力损失系数"的最大值。相关研究结论可供公路隧道通风设计计算参考。     

特长公路隧道通风竖井施工阶段稳定性分析

结合某隧道2#通风竖井施工项目,采用数值模拟的方法,分析了竖井及风道的施工对围岩衬砌稳定性的影响。研究结果表明：竖井开挖初期,衬砌压应力、壁座拉应力和位移量均随着竖井的开挖逐步增大,最大值分别为8.1 MPa、1.03 MPa和2.62 mm。开挖到第五步和第六步时对衬砌的应力和位移影响最为不利,应采取相应的保护措施。风道开挖后拱底上抬、拱顶下沉,拱底衬砌最大位移量为3.2 mm,临近竖井部位衬砌拉应力值达到3.76 MPa,可能对初期衬砌造成局部破坏。竖井和风道连接部位衬砌和围岩均出现拉应力集中,最大拉应力值分别达到3.8 MPa和1.6 MPa,围岩最大上抬位移为2.66 mm,竖井和风道连接部位出现局部破损,在实际工程的施工中需予以加固。     

公路隧道通风CO、烟雾基准排放量折减率研究

针对公路隧道通风设计环节需风量计算是整个设计的基本依据,而计算中CO及烟雾基准排放量折减率的取值对远期需风量影响很大这一特点,列举分析机动车排放污染物组成、欧盟汽车排放标准限制值以及PIARC对机动车的排放规定,得出我国汽车排放标准沿袭欧盟法规的进度和实施现行排放标准的4个阶段时间划分。通过对CO、烟雾年折减系数取值以及CO、烟雾基准排放量折减的分析,结合国内严格的排放限制无论从国内外环保要求,还是汽车工业技术的发展进步以及法律法规的规定,目前我国《公路隧道通风照明设计规范》所规定的1%~2%年折减率均是偏于保守的,在实际隧道通风设计中应综合分析,因"隧"制宜,将需风量在保证运营安全的情况下控制在合理的范围内。     

黄土公路隧道病害分析与处治措施建议

针对新庄岭黄土公路隧道地表裂缝和衬砌开裂的病害特征,探讨了病害产生机理,并运用仿真、实测等手段详细分析了病害原因。分析表明:地表裂缝导致黄土浸水,从而使土体强度降低,变形增大,扩大了围岩塑性区范围和变形压力,恶化了衬砌结构受力状况,导致了衬砌结构局部出现裂缝。此外,根据隧道病害状况,提出了采用挖槽夯土法处治地表裂缝,采用环氧树脂嵌补及凿槽嵌入钢拱架法处治衬砌开裂的建议。研究结果为分析和处治黄土公路隧道病害提供了依据。     

厦门莲花公路隧道火风压及其对气流组织的影响研究

利用ANSYS/FLOTRAN软件对南安（金陶）—厦门高速公路（厦门段）莲花公路隧道进行火灾温度场数值模拟,分析同一火灾规模在不同风速下,火灾时隧道内火风压特性及其对通风气流组织的影响,为厦门段莲花隧道和与其相似的大坡度公路隧道的消防预案和火区火风压研究提供参考依据。     

盾构穿越对圆形风井结构的变形内力影响分析——以南京纬三路过江通道工程盾构穿越梅子洲风井为例

盾构进出工作井是盾构安全施工的关键。以南京市纬三路过江通道工程梅子洲圆形风井盾构穿越为研究背景,建立复杂的大型三维计算模型,对盾构穿越区域采用实体单元模拟、土弹簧释放开挖荷载的特殊模拟方法,首先对盾构破除素混凝土强度的选取进行优化分析,建议采用C15混凝土,既能减小盾构穿越施工的难度,又能保证围护结构的安全稳定;然后对盾构穿越前后风井地连墙、内衬墙和冠梁等重要围护结构的变形和内力变化规律进行了研究分析,盾构穿越前后,地连墙的变形和内力变化很大,最大增幅分别为45%和228%,内衬墙的环向弯矩和竖向最大正弯矩均存在较大变化,环向弯矩最大增幅200%,竖向弯矩最大增幅54%,冠梁的最大环向弯矩变化很大,最大增幅为1 160%。因此,工程设计时应对地连墙、内衬墙和冠梁内力较大区域加强配筋,以保证盾构安全顺利地通过。