公路隧道巷道式施工通风瓦斯分布研究

为探究瓦斯公路隧道巷道式施工通风中瓦斯的体积分数分布规律,利用流体力学研究软件FLUENT建立三维隧道模型并进行了数值仿真计算,通过对隧道内部整体、掌子面附近和主洞与横通道连接处瓦斯体积分数分布的研究,分析了隧道内部瓦斯分布的具体特点并深入探讨了内部回流区、涡流区和瓦斯容易聚集的位置。模拟结果表明： 瓦斯从一侧主洞涌出后,不会对另一侧造成污染; 涡流区瓦斯体积分数明显大于周围区域; 风管所在一侧截面上瓦斯体积分数分布明显低于异侧。     

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。     

公路瓦斯隧道的施工措施

分析了瓦斯的成因，性质及危害；结合中梁山公路逆道施工情况，对瓦斯在隧道中的活动情况进行了分析；介绍了施工中防治瓦斯采用的一些行之有效的措施。     

华蓥山公路隧道运营通风方案优化研究

为达到节约投资、降低竖井施工安全风险和结构安全风险的目的,对南大梁高速公路华蓥山隧道运营通风方案进行优化研究。以交通运输部新颁布的规范为立足点,对按照新老规范设计的运营通风方案进行比较,结果表明:近8.2 km长的华蓥山隧道可由2座竖井分2区段送排式通风调整为左洞全射流纵向式通风、右洞1座竖井分2区段送排式通风,竖井兼作左右洞排烟通道。优化后的运营通风系统配置风机总功率减少1 176 k W(23.1%),近、中、远期稀释污染物时开启风机功率分别降低2 290 k W(60.7%)、2 512 k W(66.6%)和1 892 k W(45.9%)。     

公路隧道施工压入式通风流场及瓦斯分布规律研究

压入式通风是隧道施工中采用较多的通风方法。为研究瓦斯隧道台阶法施工压入式通风流场及瓦斯分布规律,利用流体力学软件Fluent建立隧道三维模型并进行数值模拟,对局扇出风口与下台阶面不同布设距离及布设形式下流场进行对比,分析局扇布设位置对瓦斯浓度、风流速度分布的影响。模拟结果表明:在相同的入口速度条件下,局扇距离下台阶面越远,射流区迎头断面瓦斯浓度越大,回流区中高浓度瓦斯区域范围越小但最高浓度越大;局扇与风管异侧布设能平衡上下台阶区段内瓦斯分布。该研究为提出改善通风效果的途径提供理论依据。     

公路隧道瓦斯运移及通风防灾研究

为掌握隧道建设中瓦斯运移规律及通风防灾技术,以实际隧道为工程背景,运用Ansys Fluent建立三维通风物理模型进行瞬态分析,并结合现场监测数据,研究通风对隧道瓦斯浓度的影响。研究表明：瓦斯及风流扩散不均衡性突出,随着通风时间增加,瓦斯浓度及风速在距离掌子面120 m处达到稳定;瓦斯监控及防治过程中,重点关注隧道掌子面至二衬台车区间瓦斯是否超限;放炮后掌子面瓦斯浓度不断升高,通风15 min左右,掌子面瓦斯浓度达到峰值,通风30 min后瓦斯浓度趋于稳定,且位于施工允许瓦斯浓度范围内。合理控制通风时间及通风量并加强隧道拱脚、底板等区域的通风,能够保证隧道施工的安全。     

新建车行横通道对既有隧道结构的影响研究

对既有隧道结构的改造将引起原隧道衬砌结构与围岩的应力重分布,改变其受力状态。针对新建车行横通道对既有隧道结构的影响,以某高速公路新建复线隧道与既有隧道间车行横通道建设为例,采用三维有限元进行数值模拟研究,分析新建横通道施工过程中既有隧道结构与围岩的受力和变形特性。研究结果表明:新建横通道破坏了原隧道围岩的成拱效应,导致接口处衬砌应力集中,但影响范围局限在2倍横通道跨径距离内。该研究成果可供类似工程参考。     

公路隧道纵向通风数值模拟

根据组合结构的思想，将公路隧道的纵向通风系统划分为不同的功能模块，然后在Matlab语言环境下，按照不同的通风方案，调用相关功能模块进行组合，实现了长大公路隧道多种通风方案的比选和运营调控效果的数值模拟。算例表明该方法不仅方便可靠，而且适应广泛。     

高海拔公路隧道人行横通道纵向间距参数设置研究

公路隧道人行横洞是火灾等灾害时逃离或疏散通道,是减少和防止火灾人员伤亡的重要应急设施。高海拔寒冷地区,人员活动能力受气温低、含氧量低等因素影响,火灾等灾害发生规律、驾乘人员反应能力和逃生能力存在不同程度降低。系统分析了公路隧道逃生通道间距与火灾场景中人员的逃离时间、逃生速度关系,基于海拔高度对火灾ASET、RSET及关键参数的影响系数分析,提出了高海拔公路隧道人行横通道间距的计算公式,并参考国内外重大工程经验及技术规范要求,提出了不同高海拔高度公路隧道人行横通道间距取值的推荐表。研究结果表明:在海拔高度3 000 m～5 500 m地区修建公路隧道,人行横通道间距为平原地区的84%～54%不等,对目前世界上海拔最高的公路隧道—米拉山隧道,计算得出人行横通道间距为平原地区的0. 65倍,对高海拔隧道设计有重要指导意义,可供后继类似工程参考。     

钱江隧道横通道变形缝力学行为分析

大直径公路隧道横通道设置与否以及如何设置问题一直存在较大争议,而横通道结构的力学行为规律研究对评估和控制其设置风险具有重要意义。为深入探究横通道变形缝在不均匀变形和抗震性能影响下的力学行为规律,确定其最佳设置位置,以钱江隧道工程的设计方案为基础计算模型,基于钱江隧道工程地质环境特点,提出4种相对变形模式,建立钱江场地人工波,分别从不均匀变形和抗震性2个角度,建立有限元分析模型,研究不同变形缝设置工况下主隧道及横通道的力学行为规律,进而寻找变形缝最佳设置位置,并确定其容许差异变形量。通过研究分析得出,综合考虑不均匀变形和抗震性的影响,钱江隧道横通道变形缝的最佳设置位置为距离相邻主隧道边缘1.2 m处,变形缝容许差异变形不宜小于6 cm。     

特长高瓦斯公路隧道施工通风技术研究

为解决煤系地层条件下特长高瓦斯隧道的施工通风问题,以贵州桐梓隧道为依托,合理划分隧道通风工区,并计算了隧道施工最大需风量和风阻,根据计算结果及施工组织优化确定了通风方式和通风设备,即采用移动风机位置和局部增加射流风机的方法来保证通风良好的效果,优化后的施工通风方式和设备既能保证特长高瓦斯隧道安全施工通风需求,又能节约施...     

特长公路隧道紧急停车带通风优化分析

结合秦岭终南山特长公路隧道紧急停车带设计方案,运用了CFD(计算流体动力学)方法对紧急停车带区域流态进行分析,以确定出较佳的土建结构形式并计算出紧急停车带局部通风压力损失系数。     

寒区公路隧道消防管道放水保温模式优化研究

寒区公路隧道消防系统保温关系着隧道运营消防安全。为了优化寒区隧道消防管道放水保温方案,建立了管道保温计算模型,根据传热学原理,采用多工况对比优化分析的方法,分别计算了消防主管和消防支管的放水时间和放水量,并确定了合适的保温层厚度;运用ANSYS软件对消防支管在无保温层和确定保温层厚度下进行了管道温度模拟分析。结果表明: 保温层越厚保温效果越好,但厚度达到一定值时,保温效果增长不明显,其厚度合适取值为0.06～0.08 m;环境温度和保温层厚度相同时,消防系统不冻,消防主管控制着放水量,消防支管控制着放水时间,应遵循“消防支管勤放水,消防主管控制放水量”的原则;数值模拟结果验证了消防支管在0.08 m保温层时,间隔8 h放水能够满足管道不冻的要求。结果可为寒区隧道消防管道保温设计提供依据。     

公路特长瓦斯隧道施工技术探讨

基于目前公路工程进行特长瓦斯隧道施工建设过程中存在的问题,以盘兴高速公路1-1合同段为例,分析了公路瓦斯隧道通风施工技术的应用要求,并提出了优化控制的策略方法,其目的是为相关建设者提供一些理论依据,有关经验可供相关专业人员参考。     

隧道施工开挖面瓦斯涌出及扩散规律研究

为探明瓦斯隧道施工过程中瓦斯积聚现象的发生原理和开挖面流场、瓦斯涌出及扩散规律,建立压入式通风三维数值计算模型,研究瓦斯涌出量、风量大小和风管位置等因素对瓦斯扩散的影响.结果表明:在瓦斯涌出面附近区域,瓦斯浓度大梯度变化现象主要发生在回流区,且伴随瓦斯积聚现象发生,但随着与瓦斯涌出面距离的增加,瓦斯浓度逐渐趋于均匀;瓦斯涌出量越大,对流场影响越严重且漩涡范围越大,漩涡对瓦斯扩散有滞留作用;增大通风量可以有效控制瓦斯积聚,但风管布置位置只在一定范围内对瓦斯积聚影响较大.     

低瓦斯隧道施工中瓦斯处理方案研究

低瓦斯隧道施工过程中,隧道中的瓦斯是施工安全中的重大隐患,会给施工人员带来严重身体伤害,因此,研究如何有效地处理隧道施工中的瓦斯,使各类风险降到最低是很有必要的。该文结合王家湾隧道的施工,对隧道通风进行设计,建立了系统的瓦斯监测、监测方案,成立了专业的检测团队,为王家湾隧道的安全施工提供保障,同时也可作为类似隧道施工中瓦斯处理方案设计的参考依据。     

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...     

公路隧道火灾事故污染数值模拟与分析

本建立了用于描述隧道内火灾事故污染物的一维扩散模型，并用此模型对公路隧道火灾事故在短时间内污染物的流态进行了数值模拟和分析。通过模拟分析结果和实验统计结果的对比，表明了模型的可行性。最后，综上分析给出了一污染物浓度计算公式，以供参考。     

低等级公路隧道内轮廓拟定方法探讨

隧道内轮廓的确定是隧道设计中最重要的环节。由于低等级公路隧道未能像高等级公路隧道一样形成较为完善的设计体系,而现行规范仅给出了原则性的规定,造成各设计单位在同一区域设计时采用的标准差别较大。以省道S306仙莲线德兴城区段改建工程中猪油岗隧道为例,对低等级公路隧道内轮廓拟定方法进行详细讨论,并且分析了其受力情况。结果表明:隧道内轮廓的拟定在满足建筑限界的条件下,结合隧道受力情况尽量提高断面利用率,同时应进行必要的机构受力分析保证结构安全。     

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.