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。     

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。     

并行双洞长瓦斯隧道循环式巷道通风技术研究

隧道施工过程中通风方式的选取制约着隧道的工程进度和施工质量,影响施工人员的健康和施工机械的工作效率。以重庆三环高速公路铜梁至永川段某隧道为工程依托,根据并行双洞长瓦斯隧道的工程特点,提出了一种循环式巷道通风技术方案。通过对依托工程进行通风设计计算以及与传统通风方式进行对比分析,该方法从通风效率、可操作性、经济效益上均具有显著优势。这种新的通风方式对解决并行双洞长瓦斯隧道施工中的通风难题具有重要意义,并为类似工程的施工通风提供技术借鉴和参考。     

浙西南山区高速公路隧道洞外亮度研究

在分析传统公路隧道洞外亮度L20(S)测算方法不足的基础上,介绍一种基于数码技术的公路隧道洞外亮度L20(S)测试方法,使得大规模、高效率地实测公路隧道洞外亮度L20(S)成为可能。采用上述方法和手段对金丽温、两龙高速公路隧道洞口光环境进行实测,提出浙西南山区高速公路隧道洞外亮度L20(S)建议值,可供高速公路隧道照明系统节能运营及改造设计时参考。基于环境景观理论,提出符合"环境友好型"山区高速公路隧道设计理念的接近段减光措施。研究成果具有较好的经济效益、社会效益和生态效益,可在实际工程中全面推广应用。     

粉细沙地层隧道双导洞超前法施工现场监测分析

桃树坪隧道是兰渝铁路线建设的重点隧道,在富水粉细沙地层条件下施工极易引起流水涌砂和沉降过大等工程问题。以桃树坪隧道3号斜井的施工技术和监测方法为出发点,把隧道施工中围岩压力,初期支护与二次衬砌接触压力和锚杆轴力的监测工作作为重点,以此来分析和研究粉细砂地层隧道施工时围岩的稳定性,变化规律等特点。施工经验及分析结果表明:(1)初支对于围岩变形有很好的遏制作用,虽然监测断面各个测点的围岩压力差别较大,但最终都慢慢趋于稳定状态;(2)应力监测的分析结果的变化规律具有相似性,都以"急剧变大→缓慢变化→趋于稳定"的过程来变化;(3)通过锚杆轴力的分布,以及对锚杆受力的分析,证明了隧道施工中选用的锚杆的支护参数是有效合理的;(4)采用的底部双洞先行法的施工工法是可行的,对于围岩的稳定性有较好的效果。     

运营通风作用下高海拔隧道保温隔热层的设计参数

为研究运营通风作用下高海拔隧道的保温隔热层的设计参数,通过建立考虑气-固耦合换热的隧道有限元模型,研究了不同通风工况下的气流流动特征,分析了保温隔热层的合理敷设长度。结果表明:在不同的通风工况下,隧道内气流流动特征不同;平导压入通风时,在横通道和主洞相接处出现漩涡;自然通风下,二衬表面温度在洞口段骤然升高,而后趋稳;建议主洞进出口保温层的敷设长度为565 m,导洞进出口保温层的敷设长度为680 m。     

运营通风作用下高海拔隧道保温隔热层的设计参数

为研究运营通风作用下高海拔隧道的保温隔热层的设计参数,通过建立考虑气-固耦合换热的隧道有限元模型,研究了不同通风工况下的气流流动特征,分析了保温隔热层的合理敷设长度。结果表明:在不同的通风工况下,隧道内气流流动特征不同;平导压入通风时,在横通道和主洞相接处出现漩涡;自然通风下,二衬表面温度在洞口段骤然升高,而后趋稳;建议主洞进出口保温层的敷设长度为565 m,导洞进出口保温层的敷设长度为680 m。     

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。     

双洞互补式通风系统在两河隧道中的应用研究

针对两河特长公路隧道左右线通风负荷差异较大的情况,采用双洞互补式通风设计理论及方法,对两河隧道通风系统进行优化设计。采用横向通风道使上下行隧道形成整体通风网络,以下坡隧道内污染物浓度较低的空气去稀释上坡隧道中污染严重的空气,使2条隧道内的通风均满足娩范要求。互补式通风方式充分利用隧道内部空间与下坡隧道的富裕通风能力,取消通风竖井,使通风系统整体经济效益得到显著提高。     

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%)。     

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。     

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。     

超大断面隧道导洞围岩-支护结构施工力学响应规律研究

通过对老虎山隧道导洞转正洞施工进行现场监测,结合数学统计分析方法,研究了超大断面隧道导洞围岩-支护结构施工力学响应规律,分析了支护结构高风险部位及高风险时段,提出相应措施提高施工安全性。根据统计分析得出:(1)开挖第1~8d为高风险期,需加强监测频率,酌情采取加强支护措施;(2)导洞支护结构主要受力部位为拱顶和拱脚,需加强支护措施;(3)导洞转正洞开挖过程,正洞挑高开挖会导致导洞拱顶拱脚应力增大;(4)正洞向一侧开挖后,对导洞造成偏压影响,开挖侧拱脚应力急剧增长。     

郑万高铁隧道口紧急救援站防灾通风方案及参数敏感性研究

为确定隧道口紧急救援站火灾工况下射流风机的最优布置方案,明确各参数对防灾通风设计方案的影响,依托郑万高铁隧道口紧急救援站工程,对火灾工况下风机的布置方案及影响因素进行研究。采用网络通风算法,研究将风机布置于正洞进口段、正洞进口段和平导进口段、正洞进口段和横通道内3种方案的优劣,以及隧道内自然风、火源位置、火灾规模及隧道纵坡等因素对正洞内及防护门处风速的影响程度及规律。研究结果表明： 1）对于隧道口紧急救援站,将风机同时布置于正洞进口段和平导进口段时需要的风机数量最少。2）隧道内自然风对隧道正洞进口段的风速影响最大,而火源位置的影响程度相对较小,火灾规模及隧道纵坡的影响规律相同;相比于隧道正洞,各因素对隧道防护门处的风速影响相对较小。3）同时考虑火灾规模、隧道纵坡、火源位置及隧道内自然风等因素时,满足防灾通风要求的风机总功率为不考虑上述因素时的2.5倍;火灾工况下,开启风机的总功率为不考虑上述因素时的3.0倍。     

浅埋、偏压条件下某超大跨隧道受力分析研究

通过对某超大跨隧道在浅埋、偏压条件下进行了模拟分析,得出了以下结论:(1)优先采用先开挖浅埋侧导洞的双侧壁导坑法施工工序;(2)中导洞的开挖支护阶段是双侧壁导坑法施工过程中的核心阶段;(3)对于隧道拱顶的位移监测,除了进行沉降监测外,尚应增加水平向位移监测工作;(4)深埋侧导洞临时支护相对于浅埋侧而言,其受力性能更为不利,因此应加强其结构设计;(5)对于偏压状态下的隧道,应按照偏转后的受力模式有针对性的进行设计、施工。有关经验可供相关专业人员参考。     

特长公路隧道定额的探讨

现行公路隧道的概预算定额不适用于编制特长公路隧道,通过对秦岭终南山特长隧道主洞工程和通风竖井工程的工程情况、施工方案、原设计定额进行分析,隧道主洞工程增加的人工工日和机械台班及采用煤炭定额补充通风竖井工程定额存在的问题进行探讨,最后提出特长公路隧道定额编制的建议。     

成兰铁路跃龙门隧道动态施工组织管理研究

新建成兰铁路跃龙门隧道穿越我国著名的龙门山,是全线控制工期性隧道工程。跃龙门隧道施工组织在实施过程中受内部高地应力、高岩温、高瓦斯及H2S、软岩大变形、活动断裂带、岩溶富水等不良地质和外部2008年"汶川特大地震"震后山体滑坡、泥石流等次生地质灾害多种因素影响,其中3号斜井工点隧道施工通风独头距离长达8 km,加之该区段受软岩大变形"洞群效应"调整增加外移平导形成"2+1+1"4洞并行的隧洞结构,高瓦斯通风及物流运输难度骤增,最终导致隧道施工组织动态控制难度极大,呈现出"多元化、复杂化、高难度"的特点。为此,在隧道建设初期与施工过程阶段,跃龙门隧道建立了科学化的动态管控技术和管理研究,尤其是在软岩大变形、活动断裂带穿越,岩溶富水地质预报,特长隧道通风及物流组织运输方面开展了科研攻关,结合国内外已有成果基础上集成创新,并在实施过程中逐步完善和优化,使得跃龙门隧道的工程进展可控有效。     

勐捧特长公路隧道通风方案

文章对勐捧特长公路隧道的全射流纵向通风、斜竖井分段送排式纵向通风、横向通风、平导式通风、静电除尘、互补式通风等一系列通风方式进行了可行性研究,选定斜竖井分段送排式作为本隧道的通风方案。综合考虑通风效率、施工组织、火灾排烟、防灾救援等因素,根据经济技术比选论证,推荐方案为:左线单斜井两区段+右线两斜井三区段送排式纵向通风,左、右线均为三区段两斜井排烟。该推荐方案共设置了三座斜井,通过斜井优化,形成了"一井多用,保证功能,降低造价"的设计理念,斜井既能在施工期增加工作面以辅助主洞施工,又能作为运营通风井改善隧道内空气环境,同时又是火灾工况下的排烟通道。通过筛选最优通风方案,旨在最大限度地发挥斜井各个阶段的功能,并减少隧道全寿命周期费用。     

京新高速公路韩集段东夭隧道设计要点探讨

东夭隧道是京新高速公路重要的控制性工程。文章阐述了该隧道明暗洞结构设计、洞身防排水设计及通风斜井结构设计等关键环节,为内蒙古自治区特长隧道的设计提供一定的参考。     

隧道通风斜井与主洞交叉口施工方法探讨

在隧道工程施工中,由于斜井内轮廓尺寸小于主洞内轮廓尺寸,从斜井进入主洞时,交叉口处施工难度较大且存在极高的安全隐患。本文以十天高速公路甘肃段ST22合同段关同隧道通风斜井与主洞交叉口的施工为依托,对从斜井进入主洞的交叉口处的支护方式、施工顺序、施工方法进行了详细探讨,以期为同类工程施工提供参考。