集中排烟隧道近火源顶板热参数理论预测

由于集中排烟模式能较好地控制上下游烟气的扩散范围,故被广泛应用于长大隧道设计中。文章针对小尺度火灾,建立了集中排烟隧道火源热烟羽受限发展理论模型,与已有火灾实验结果进行对比,完成了理论模型的验证,预测了顶板下方最高烟气温升、偏移距离等热参数。预测结果表明:火灾强度一定时,烟气最大温升随等效风速增加而急剧下降,且火灾强度对烟气温升的影响也较为显著;当等效风速超过1.5 m/s时,最大温升变化趋缓直至恒定;等效风速较小时,羽流未发生明显偏移,随着等效风速进一步增大,偏移距离明显增大,其变化速率随火灾强度的增大而减小。经回归整理得到了顶板下方烟气最大温升、偏移距离的无量纲准则关联式。     

基于正交设计的半敞开式隧道火灾模型试验

为了研究竖井不同尺寸参数组合变化时,自然通风半敞开式隧道发生火灾时的防排烟性能,文章设计并开展了一系列小尺寸模型试验,选取竖井宽度、高度、组间距以及每组竖井数量作为可控因子,选择顶棚附近最高烟气温度、烟气扩散速率和烟气沉降速率作为考核指标,分别得到了降低顶棚附近最高烟气温度、减小烟气蔓延速率和烟气沉降速率的竖井优化方案。研究结果表明,各工况顶棚附近最高烟气温度均小于100℃,竖井宽度对顶棚附近最高烟气温度影响最大,而竖井高度对烟气扩散速率和烟气沉降速率影响均比较大,竖井组间距对烟气扩散速率影响显著。     

分离式公路隧道火灾应急通风联动控制模型试验研究

为研究隧道左、右洞通风系统的联动控制,文章提出了三种射流风机联动控制方案,采用1∶10模型试验方法研究三种控制方案时横通道内的风速、风向及烟气蔓延情况,通过对比分析提出合理的联动控制方案：即火灾隧道开启火源上游风机,相邻非火灾隧道相向开启横通道两侧风机以形成正压。研究结论弥补了行业规范中对火灾工况下分离式公路隧道通风系统联动控制技术的空白。     

大断面隧道水雾抑制熄灭柴油池火的试验研究

文章依据Froude相似准则开展1:10缩小尺寸模型试验,研究了不同喷嘴压力下水雾抑制熄灭柴油池火过程中的物理参数变化规律,重点分析了有,无水雾作用下火源上方顶棚处温度、火羽流竖向温度、火区辐射强度以及纵向烟气温度变化规律。结果表明:弱羽流火灾竖向最高温度出现在燃料表面上方20 cm高度附近的连续火焰区,而且火灾全面发展阶段中期至后期隧道火灾危险性最大;依据试验现象及温度数据,将水雾喷嘴工作压力分为非控火水雾压力(0.2 MPa)、控火水雾压力(0.4 MPa)以及灭火水雾压力(0.6 MPa、0.8 MPa),水雾与火羽流持续作用时隧道顶部流动的水汽烟气混合物及隧道整体烟气浓度降低;隧道顶部烟气温度纵向变化可分为大幅度衰减区以及平稳衰减区;水雾控火作用下火羽流降温明显且冷却后火焰温度低于燃点温度。     

西华岭隧道火灾疏散救援通道参数研究

西华岭特长公路隧道位于浙江省诸暨至永嘉高速公路金华境内,按双向四车道平行分离式山岭公路隧道设计,设计行车速度为80 km/h,其中左隧道长4 291 m,右隧道长4 312 m.设计采用全射流风机纵向通风方案.文章通过对该隧道火灾蔓延和烟气扩散规律、人员疏散安全分析及逃生救援方案的研究,确定了车行横通道和人行横通道的间距及相关疏散参数.     

关角铁路隧道辅助坑道设计

关角隧道位于青藏铁路西格段,是我国目前最长的越岭铁路隧道.针对关角铁路隧道复杂地质的特点,提出了辅助坑道的设计原则.通过对斜井、竖井进行分析比较,确定斜井作为辅助坑道.文章详细地介绍了斜井的断面、内轮廓以及平导内轮廓、施工横通道内轮廓,制定了隧道施工综合成洞指标和指导性施工组织方案.通过对三个施工方案的分析比选,推荐了10座斜井加局部平导方案.     

低等级公路双向行车超特长隧道火灾通风方案探讨

文章从双向行车隧道火灾通风的特点入手,着重分析了火灾时隧道内温度和烟气分布对洞内人员和车辆的不利影响,并对目前国内应用最多的平导外风道通风方式进行了深入研究,得出了该通风方式在火灾时不能保证人员和车辆安全的结论;同时提出了三种可行的通风方案,并通过分析对比,最后择优推荐了较适合我国国情的、采用两个单车道隧洞单向行车的全纵向通风方案。     

双火源隧道火灾特性全尺寸试验研究

隧道内车辆碰撞、火焰和高温烟气的热辐射和热对流因素极易引发双火源或多火源火灾事故，严重威胁隧道内人员安全。为了研究纵向通风条件下隧道双火源火灾发展特性，依托上海市中心城区北横通道开展现场全尺寸火灾试验，采用2组柴油池火共进行5组火灾试验。通过改变双火源引燃时间和火源间距，重点分析连锁型双火源和不同火源间距下并发型双火源火灾发展全过程关键参数特性，包括火焰偏转角、火灾热释放速率、纵向和竖向烟气温度和一氧化碳浓度。试验结果表明：连锁型火灾由于引燃时间不同，双火源发展不同步，双火源的热释放速率呈现此消彼长的发展态势，竞争燃烧显著。对于火源间距为2 m的连锁型双火源，不同发展阶段内下游火源的火焰偏转角始终大于上游火源的火焰偏转角。对于火源间距为5 m、10 m、20 m的并发型双火源，双火源的火焰偏转角基本接近一致。与以往全尺寸隧道火灾试验中拱顶烟气温度测量方案不同，采用间距为1 m的光纤光栅温度传感器测量隧道拱顶烟气温度。对于不同火源间距下的双火源火灾，其拱顶纵向烟气温度分布曲线存在多个温度峰值。无论是热辐射导致的温度峰值还是热对流导致的温度峰值，下游火源对应的温度峰值始终大于上游火源对应的...     

隧道内流水对联络通道冻结效果影响分析

为分析地铁联络通道冻结过程中隧道内流水对联络通道冻结效果的影响,文章以广州地铁某联络通道冻结施工为例,通过工程实测与数值模拟,分析了隧道内流水对管片与土体交界处温度及土体温度的影响。结果表明:当隧道内有流水时,对上部管片与土体交界处的温度影响不大,下部管片与土体交界处的温度会明显升高,且越靠近隧道底部,平均温度相差越大;相同深度流水上游管片与土体交界处平均温度明显高于下游;当隧道内流水流速度变大时,管片与土体交界处平均温度升高,且流水速度对下游平均温度的影响明显大于上游;冻结过程中,隧道内流水对管片壁后2 m深度内的土体温度产生影响。     

南大梁高速公路华蓥山隧道施工通风优化研究

射流巷道式通风是一种常见的施工通风方式。为探明巷道式通风的流场及污染物分布特征,文章以南大梁高速公路华蓥山隧道为工程背景,采用流体力学软件Fluent建立了射流巷道式通风的三维数值模型,研究了隧道内的通风流场,以及隧道穿越煤矿采空区时硫化氢涌出情况下有毒有害气体在隧道内的分布情况。结果表明,现有通风风量分配不够合理,导致隧道内存在低风速区,有害气体浓度较高;其问题可通过增加对掌子面供风量和设置局扇的方式来解决;当风管风速达到26 m/s时,低风速区完全消失;在横通道前设置局扇,也可以使隧道内风速达到2 m/s,同样可以消除低风速区。     

竖井烟囱效应对隧道火灾影响的数值模拟分析

文章采用三维CFD方法对竖井的烟囱效应对隧道火灾的影响进行了数值模拟,分析了火灾时隧道内的温度、压强及烟流速度分布特征,证明了烟囱效应能有效增强隧道火灾的排烟能力,并定性分析了竖井高度与烟囱效应的关系,即在一定高度范围内,烟囱效应随竖井高度的增大而增强,但竖井高度的烟囱效应存在着一个临界值.     

城市隧道纵向通风风机噪声分布特性实测及应用研究

为合理预测城市隧道纵向通风情况下风机噪声的分布规律,进而为城市慢行隧道采用射流纵向式通风的可行性研究提供依据,文章选取了两座典型城市下穿隧道对隧道纵向通风时的噪声进行现场测试研究,分析单组及多组风机运行时隧道内噪声的分布规律,并总结给出城市慢行隧道的噪声控制标准。研究结果表明:隧道内无风机运行时噪声主要为中低频噪声,其最高噪声水平集中于1 000～2 000 Hz之间,而风机噪声频段分布主要集中于250～4 000 Hz,其最高噪声水平集中于500～2 000 Hz;开启单组射流风机时,风机噪声在隧道内基本呈现出线性衰减规律;开启多组射流风机时,两组风机之间的噪声水平基本为对称分布,沿纵向呈中间低两端高的分布规律,且噪声水平相对于单组射流风机运行时有所提高,平均噪声增量为4 dB(A)左右;城市慢行隧道噪声控制标准为距地面1.5m高度处的噪声水平不宜大于65 dB(A),建议城市慢行隧道不宜采用全射流纵向式通风方案。     

大断面黄土隧道变形规律及预留变形量研究

文章统计分析了大断面黄土隧道初期支护变形量,研究了大断面黄土隧道变形规律及预留变形量合理取值范围.大断面黄土隧道变形规律表现为:隧道拱顶、拱脚下沉差异小,隧道开挖后拱部将产生一定程度的整体下沉;隧道拱顶下沉量均大于水平收敛;初期支护封闭后,隧道周边位移基本上不再发展;当隧道埋深小于40m时,隧道变形量较大且规律不明显;当隧道埋深大于40 m时,隧道变形量分布相对集中.经过对现场量测数据的统计分析可知:在Ⅳ级围岩条件下,大断面黄土隧道预留变形量可取10～15 cm;在Ⅴ级围岩条件下,大断面黄土隧道预留变形量可取25～28 cm.     

静电除尘器(ESP)系统在世界隧道工程中的应用

采用纵向通风时,隧道内通风气流所消耗功率与通风量的三次方成正比,因此,特长隧道通风用建设费、动力消耗费将显著增大。当柴油车比例较高、稀释烟尘所需通风量很大时,如将隧道内造成视距障碍的烟尘除去,只对CO进行通风,则可以减少设计需风量,达到节省费用和能源之目的。同时静电除尘装置的吸收有毒烟雾、改善能见度功能还有利于火灾情况下的救援,这些正是静电除尘器有较多运用的原因。     

城市道路隧道通风井形式对通风效果的影响

文章基于某隧道工程实例,通过模型试验方法研究了通风井型隧道处于交通阻滞时通风井的通风效果。研究结果表明:当隧道仅凭借车辆低速运动产生的交通风进行自然通风时,通风井处于周期性进、排风转换状态且通风量较低;当采用射流风机与交通风相结合使通风井处于常排风状态时,矩形通风井的排风量随横截面当量直径增大而增大,通风井排风量随通风井倾斜角度减小而增大。     

本田轿车VTEC发动机可变配气相位结构及维修

本田轿车ACCORD(雅阁)、CIVIC(思域)车型F22B1和D16Z6发动机装有可变气门正时和气门提升电子控制(VTEC)系统.发动机低速运转时,主进气门以正常的开度开启,而辅助进气门则只是稍微开启,由于主进气门和辅助进气门的开度不同,使燃烧室内产生涡流,从而提高了燃烧效率,降低了发动机油耗.当发动机高速运转时,主进气摇臂与辅助进气摇臂、中间摇臂连接为一体,由于主、辅进气门的开度增大,提高了发动机的输出功率.     

乌池坝特长公路隧道通风方案设计

文章简要介绍了乌池坝特长公路隧道的工程概况,对目前最为常用的全射流通风以及斜、竖井加射流风机组合的分段纵向通风方式进行了对比、分析和研究,并充分考虑了正常运营、交通阻塞、火灾和换气四种不同工况下隧道内气流组织、通风及其控制等要求,提出了推荐方案:右线采用斜井集中排出式 竖井送排式 射流风机纵向通风,左线采用斜井集中排出式 射流风机纵向通风。本通风方案采用了一井两用的设计思路,即左线斜井同时对左线隧道和右线隧道进行集中排风;此外,考虑左线入口段火灾时的排烟,从右线竖井处设置了专用排烟通道连接左线。在满足通风要求的基础上,重点研究了通风运营成本及运营安全、火灾排烟及火灾通风控制等关键问题。     

特长公路隧道运营通风多模式转换及节能研究

为降低多竖(斜)井复杂运营通风系统的能耗，将运营通风多模式转换系统应用于特长公路隧道分段纵向通风中。基于隧道内回路风压平衡和通风网络理论，提出隧道通风模式初拟、极限交通承载量计算、动态化通风模式选择、射流风机台数确定及通风能耗对比优化的通风设计流程，研究多模式通风转换系统的运作方式，对比分析常规分段纵向通风方式和多模式转换通风方式的运营能耗。结果表明，隧道远期设计高峰小时交通量达到最大值3 137 veh/h时，需开启29组射流风机，此时隧道各段风速小于8 m/s；一天中31.25%的时段通过模式1即能满足通风要求，52.08%的时段需要通风模式4才能满足通风要求，多模式转换通风较仅通过模式4进行通风总功率减少20.71%；交通量小于1 726 veh/h时，3#竖井排风量可降低为93 m³/s，隧道内风机总功率可减少37.57%。     

泥岩隧道仰拱长期稳定性分析——以新疆达坂地质区某隧道为例

以新疆达坂地质区某隧道为例，分析泥岩隧道仰拱的长期稳定性。通过基于隧道岩体结构、岩块强度和长期变形监测数据的分析，运用H-B强度准则和BP神经网络算法获取监测隧道岩体的力学和蠕变参数。借助FLAC 3D软件内置的CPOWER模型，建立典型断面的数值模拟模型，以分析泥岩流变效应下不同衬砌支护强度和仰拱曲率半径对隧道仰拱运营期稳定性的影响。结果表明：考虑泥岩流变时，隧道的主要变形是仰拱中心的隆起。初次增大支护强度或减小仰拱曲率半径对改善隧道结构的受力、控制围岩变形以及加快围岩的稳定都产生显著效果；然而，随着支护强度持续增大或仰拱曲率半径持续减小，这种控制效果逐渐减弱。当将支护强度从I16工字钢逐渐增大到双层拱架时，仰拱中心的隆起量仍然有11.14 mm；而将仰拱曲率半径从16 m减小到14 m时，仰拱中心的隆起量从33.7 mm减小到3.37 mm，最终的位移满足隧道后期运营的要求。减小仰拱曲率半径比增大支护强度更能有效地从根本上控制仰拱中心的隆起，同时使围岩和支护结构的受力更加均匀；在施工阶段适当减小仰拱曲率半径后，隧道已处于相对平衡状态，流变效应对隧道的应力状态影响不大。     

射流增压作用下分散排放隧道多风口通风特性及污染物控制研究

为揭示顶排风口进/排风引发的隧道压力突变对分散排放隧道多风口通风特性的影响，采用计算流体力学方法对射流增压作用下成组顶排风口的进排风规律进行模拟。结果表明：顶排风口排风/进风会造成隧道内局部压力的突增/突降，分散排放隧道多个顶排风口的通风特性受射流增压、沿程阻力和风口通风引发的压力突变作用。风口间距是影响多风口风量变化的重要因素。对于排风型风口，当风口间距较小时，上游风口排风产生的压力突增将超过风口间的沿程损失，下游风口由于静压提升而排风量沿程递增；当风口间距较大时，压力突增将不足以克服风口间的沿程损失，下游风口排风量沿程递减，甚至转变为进风；对于进风型风口，风口进风量将在进风引起的压力突降和隧道沿程损失的叠加作用下沿程递增。相较于其他风机开启方式，开启风机与风口组呈交错位置关系是分散排放隧道更为高效的通风控制方式，可使隧道污染物浓度极值最小。