基于静压变化的隧道风管漏风计算方法

目前施工通风计算中，往往将风管百米漏风率取为1个固定值进行计算，而工程实际中漏风率会随着风管内外的静压差变化而变化，为此，通过试验测试和理论分析相结合，提出1种充分考虑静压差和风量沿程变化影响的漏风率计算方法。首先，基于漏风率测试试验结果，拟合漏风率和风管内静压的关系式；然后，将风管分段处理，从出口段开始对风量、静压、漏风率等参数进行迭代计算；最后，求出整段长风管的漏风率。基于该方法进行通风距离、风管直径和海拔高度对漏风率的影响分析，结果表明：风管百米漏风率与管内静压呈正相关；在风管距离较长时，分段迭代的漏风计算方法更为合理；通风距离增长，风机须提供的静压升高，平均百米漏风率随之增大；风管直径增大，风管内的通风阻力减小，风机须提供的静压降低，平均百米漏风率随之减小；海拔越高，需风量越大，风机须提供的静压升高，平均百米漏风率随之增大。     

公路隧道无轨运输条件下长距离施工通风技术

介绍了位于高海拔地区的两河口隧道三个施工阶段的通风设计,以及高海拔地区隧道施工通风计算及通风机选型。同时,根据现场实践对漏风造成的影响进行了分析,对如何减少漏风提出了建议。     

TBM施工中通风和散热问题的研究

分析了风管安装中的风管漏风量及常用典型漏风计算公式,并运用热贯流系数概念推导出冷水输送温度和管道长度的连续函数关系式,确定出工作面的供水温度。结合超长隧洞TBM施工通风和降温实例,利用FORTRAN语言编制了计算机程序,能够较准确、快速地解算施工中的通风和降温问题。     

高海拔特长山岭隧道施工通风技术

高海拔特长山岭隧道由于其特殊的环境条件,空气稀薄、气候寒冷恶劣,给施工通风技术提出了更高要求。本文依托阿坝藏族羌族自治州九寨沟县勿角乡境内山岭隧道工程,通过理论研究与现场施工相结合的技术手段,对高海拔特长山岭隧道通风技术进行探讨分析,主要得出以下研究成果:(1)通过对高海拔地区隧道通风方式进行对比论证,确定采用独头压入式通风方式;(2)通过对高海拔山岭隧道施工各项通风参数进行分析计算,制定出高海拔山岭隧道通风专项技术方案;(3)通过在施工现场对隧道爆破施工后的粉尘与风速进行监测,验证了通风专项技术方案通风效果。     

高海拔长大铁路隧道施工通风方案优化

为解决高海拔地区修筑长大铁路隧道时,低气压、高寒缺氧环境条件下隧道通风技术难题,以兰新铁路第二双线甘青段祁连山隧道为例,结合原通风设计方案,基于洞内多位置与多组点大气压力、温度、相对湿度以及各组风机运行时各测点风速等参数测试数据,通过理论方法计算隧道施工过程实际需风量,从而对既有施工通风方案进行优化。经现场验证,采用优化后的高海拔隧道施工通风方案,提高了施工人员和机械设备工作效率,技术可行、经济性好。研究成果可为高海拔寒区隧道施工通风系统设计提供参考。     

长隧道无轨运输施工通风参数与环境状况实验探讨

采用国产88－1型双级对旋式轴流风机配1．2m直径柔性风管，单机压入式送风1500m进行试验，结果风管出口风量达864m^3/min工作面风速达0.47m/s，管网平均百米漏风率＜1％，工人呼吸带粉尘浓度3.4mg/m^3m,CO浓度从未改造前555mg/m^3降低至40mg/m^3，粉尘和有害气体浓度均接近国家卫生标准和国际标隧道作业通风标准所规定的容许浓度。     

基于风压分析的射流巷道式通风优化

在长大隧道射流巷道式施工通风系统中,常常由于横通道漏风导致通风系统出现混乱,其实质为横通道两端压力差导致新风短路或污风循环现象。结合米仓山隧道通风实例,对通风网络进行一维简化,并基于风压理论对射流风机不同的布设方式和位置进行分析,以期达到优化隧道整体和局部通风效果的目的。结果表明,在实际施工中:(1)施工车辆由最前方横通道通行,其余横通道均应封闭,出现漏风的横通道应及时修补;(2)将射流风机均匀布置在整个通风路径上,能够大幅度减少风流短路的情况;(3)结合风压曲线调整射流风机位置,还可以进行横通道附近局部通风优化,使其两端压力差大幅减小甚至消失。     

吉林地区隧道施工段气温变化规律研究

建立拉法山隧道施工通风模型,采用数值模拟的方法对风管漏风和围岩温度对隧道施工段洞内气温变化规律进行研究。结果表明:施工段最低气温均高于5℃;不同围岩初始温度条件下第一年施工段气温高于28℃的天数均为95天,第二年施工段气温高于28℃的天数分别为68、75、82、90。     

隧道掌子面施工风管布设方式对稀释瓦斯效果影响研究

以成贵铁路白杨林隧道为研究对象,对瓦斯隧道施工压入式通风效果进行分析,利用CFD流体动力学软件,建立模型并进行数值模拟计算,得到不同风管出口距掌子面距离下,隧道内风速流场和瓦斯浓度的分布规律,并与现场测试数据进行对比,优化流场分布,减少瓦斯在掌子面附近积聚的现象。计算结果表明:一定风速条件下,风管末端距掌子面距离直接影响施工通风效果和掌子面瓦斯浓度分布。风管末端距离掌子面越大,稀释瓦斯效果越差,掌子面瓦斯积聚现象越严重。单侧风管通风情况下,掌子面瓦斯稳定浓度为0.07%,瓦斯浓度随风管末端距掌子面的增加而升高。根据白杨林隧道瓦斯溢出和施工通风情况,得出其风管末端距掌子面距离为13m可使瓦斯不形成聚集,保证施工安全。     

虹梯关特长公路隧道施工通风节能技术

为研究长大隧道施工通风节能技术,以虹梯关特长公路隧道为工程依托,通过CFD商业软件FLUENT建立三维模型进行有限元分析。通过调研方式计算确定特长公路隧道中施工通风控制标准及需风量,制定特长公路隧道联合式通风方式并在风管长度、风机选型数量和风机位置等方面对通风方案进行优化。对比分析不同工况下的有无排风机的通风效果。研究结果表明:在特长公路隧道的施工通风中,独头式通风不能达到良好的效果,需要采用满足污风回流要求的联合式通风方式。该方式能够快速将隧道掌子面及附近区域的CO浓度稀释至规范要求,改善洞内通风条件,保证施工进度,节约大量人力和财力。     

内燃机车牵引条件下高海拔单线铁路隧道的自然通风界限

对内燃机车牵引条件下海拔3 000m以上、长度大于3km的山谷型老关角隧道和河谷型羊八井Ⅰ号隧道内正常运营期间的CO和NOx(换算成NO2)浓度及风速进行现场监测,并基于理论分析和一维数值模拟方法,研究内燃机车牵引条件下高海拔单线铁路隧道内的污染物扩散系数及自然通风界限。结果表明:内燃机车牵引条件下高海拔单线铁路隧道内的CO和NOx扩散系数与风速呈二次抛物线关系,且高海拔单线铁路隧道内的CO和NOx扩散系数远大于平原地区,采用瞬时点源一维扩散模型可以合理描述高海拔单线铁路隧道内污染物的扩散规律;对于长度在4km以下的高海拔单线铁路隧道,当内燃机车行驶速度超过48km·h-1、自然风速为1.5~2.0m·s-1时,可实现隧道内的自然通风。     

秦岭铁路隧道Ⅱ线出口平导独头掘进9km施工通风系统的研究与实现

介绍秦岭铁路隧道Ⅱ线平导出口段独头掘进 9km通风技术 ,对长距离软管通风系统的风量计算方法、管道漏风率、达西系数等关键技术参数进行了工程试验测试与分析。     

隧道施工压入式通风效果分析及参数优化研究

对隧道台阶法施工压入式通风效果进行分析并提出相关参数优化措施,利用流体力学软件Fluent,建立隧道三维模型并进行了数值模拟,分别对上台阶不同开挖长度及风管不同布设位置下流场特性的对比,分析了通风系统各参数对通风效果的影响。模拟结果表明:台阶的存在改变了射流发展一般性,射流主体提前收缩,有效射程减少;上台阶长度越短,射流有效射程越大,涡流区域覆盖范围越小;风管沿侧壁布设且管口至掌子面距离在5~10m时,通风效果最佳。     

青云山隧道一号斜井正洞施工通风技术

研究目的:通风技术是隧道施工的重点之一,它直接影响到隧道的施工进度及施工成本.近年来,随着我国高速铁路及客运专线建设的快速发展,我国的铁路隧道越修越多,越修越长,通风技术成为了隧道工程技术人员在施工中必须处理的难题.本文以青云山隧道一号斜井正洞施工通风技术为例,详细阐述了该隧道施工中采用的压入式通风技术.研究结论:随着我国隧道通风设备的发展,高风压、大风量通风机和高强度、大直径柔性风管的出现,特长隧道采用压入式通风技术已经成为可能;该种通风方式简单、方便、快捷,通过合理使用,能够用较少的投入,确保良好的施工环境,保证施工进度,降低施工成本.     

两广隧道榕木斜井及正洞压入式与射流混合通风技术

以两广隧道榕木斜井及其正洞段工程为例,介绍无轨运输内燃机械作业的长大隧道压入式与射流混合通风技术。设计参考了其他隧道通风的实际情况,通过计算隧道施工通风的理论风量,并根据现场实际情况加大斜断面尺寸,采用两个1.5 m的柔性带钢筋肋的风管,配用4台SDF（B）-No18隧道施工专用轴流通风机,两断面同时施工。每边最大配用电机功率分别为：低速22×2 kW,中速45×2 kW,高速132×2 kW,拥有6个挡位的通风量,可随隧道掘进长度增设射流风机,逐步加大通风量,以达到节能目的。     

冻土隧道施工通风模糊控制系统的研究

研究目的:本文结合高海拔、高寒区铁路隧道施工的特点,介绍了冻土隧道施工通风控制的问题,提出了一种基于模糊理论的隧道施工通风新的控制系统。研究方法:采用两级模糊控制器,分别控制风量和风温两个被控参数.为了评价其实施效果,运用仿真技术,把设计控制方法和传统的控制方法进行比较。研究结论:该模糊控制系统不仅提高了隧道施工通风控制性能和自动化水平,而且节能效果非常显著。     

太行山隧道1号斜井及正洞独头压入式通风技术

以太行山特长隧道1号斜井及其正洞段工程为例,介绍采用无轨运输和内燃机械作业的长大隧道独头压入式通风技术。设计参考了国内其他隧道通风的实际情况,通过计算隧道施工通风的理论通风量,并根据现场实际情况,提出变更加大斜井断面尺寸和采用1.6 m的柔性风管,配用2台SDF(C)-No13隧道施工专用轴流通风机,最大配用电机功率分别为:低速22×2 kW,中速45×2 kW,高速132×2 kW,拥有6个档位的通风量,可以随隧道掘进长度的增加逐步加大通风量,以达到节能目的。     

盾构隧道地层抗力系数的修正计算方法研究

研究目的:地层抗力系数的合理取值对于盾构隧道管片衬砌结构的设计的合理性、安全性至关重要。鉴于此,本文从既有的盾构隧道地层抗力计算方法出发,通过引入荷载修正和断面不同位置修正的系数ξ,考虑地层中隧道结构与地层的相互作用,推导出基于简化二向不等地应力场假定的地层抗力系数的修正计算公式,并与既有地层抗力系数的计算方法及现场实测数据进行对比分析,对该修正计算方法进行验证。研究结论:(1)采用本文得到的地层抗力系数修正计算方法与Muir Wood方法、Plizzari-Tiberti方法等三种地层抗力理论算法下管片衬砌结构受力分布规律基本相同,但内力的量值有所差异;(2)三种算法下最大正负弯矩对应轴力均与现场实测结果相差不大,采用本文方法管片结构弯矩偏差明显小于其他两种方法;(3)本研究成果可为盾构隧道结构分析中地层抗力系数的合理取值提供有益参考。     

青藏高原高寒地区长大隧道通风技术

青海省新建柴达尔至木里地方铁路海拔3 900 m,具有高原、高寒、缺氧和环境生态系统十分脆弱等特点。结合这些特点,根据工期要求,本着安全第一的原则,详细介绍高原高寒地区长大隧道施工通风设计标准、设计原则、风量风压计算、风机风管选配、通风防漏降阻措施、辅助通风降尘措施以及生氧补氧方案。     

考虑时间因素的铁路隧道防灾通风方案研究

研究目的:隧道防灾通风系统启动后,疏散横通道防护门不能立刻达到临界风速,尚需等待一定的时间。现行铁路防灾规范要求安全疏散时间不宜超过6 min,可见疏散前期的时间是十分宝贵的,防灾通风系统的及时性是必须考虑的问题。基于此,本文研究两单隧道互为救援时的防灾通风系统,建立防灾通风网络模型,从整体上对救援站供风策略开展对比分析,另外也对目前广泛采用的安全隧道供风的漏风率进行研究。研究结论:(1)安全隧道供应新鲜风时,普通横通道防护门门缝存在漏风,漏风率随隧道长度增加而增大,隧道长度超过36 km且门缝大于4 mm时,将有超过10%的新鲜风在送往救援站的途中损失;(2)应关注救援站防护门处风速的时变特性,以快速达到并保持不小于临界风速表征通风方案具有良好的及时性;(3)由安全隧道供风的方案,防护门处风速时变模式记为M1,该风速随时间单调增大并可划分3阶段,即初期缓慢增大、中期快速增长、后期持续缓慢增大并趋稳定;由辅助坑道供风的方案,防护门处风速时变模式记为M2,该风速峰值出现在疏散前期,可划分3阶段,即初期缓慢增大、中期快速增大并出现最大值、后期持续缓慢降低;相较而言,M2具有更优的及时性;(...