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。     

金家庄特长螺旋隧道施工通风方案优化分析

为加快长大隧道施工进度，多采用开挖斜井增加工作面，而多工作面同时施工时，通风成为影响掘进速度的重要因素。以金家庄螺旋隧道斜井工区工程为依托，针对左线现有压入式通风方案工作面风量较小、通风效果较差的问题，提出风仓式通风方案。采用三维数值模型对2种方案的“风机-风管-隧道”系统进行计算分析，并将数值计算所得测点风速与现测数据进行校验。计算结果表明： 1）现有压入式通风，风管供风量和洞内风速均不能满足隧道施工通风要求； 2）采用风仓式通风方案后，能较好地控制工作面风管出口风量，使各工作面风量满足要求； 3）风仓式通风具有灵活性，可随着隧道开挖进尺的增加，调节风仓内风机，控制工作面风量； 4）风仓式通风能减少风管长度和转角，从而减少漏风量和风压损失，较好地为工作面提供风量。本文研究成果可为类似工程提供参考，具有实际工程意义。     

长大隧道施工风仓式通风方式探讨

隧道施工通风是影响长大隧道快速掘进的重要因素.对长洪岭隧道现有斜井通风方案进行优化分析,提出风仓式通风.对不同工况下风仓内部流场进行三维数值模拟,通过计算分析,确定风仓及轴流风机布置的最佳形式,其有利于提高轴流风机效率,改善隧道内施工环境,分析结果可供其他长大隧道斜井通风参考.     

组合式通风对特长高瓦斯隧道瓦斯分布规律的影响

为研究特长高瓦斯隧道运营期不同通风方案下瓦斯浓度的分布规律,通过数值模拟软件Fluent建立瓦斯在隧道内的运移模型,分析了运营期隧道在自然通风+竖井通风、自然通风+射流风机、自然通风+竖井通风+射流风机等3种不同组合通风方式下的隧道内气体速度流场和瓦斯分布规律。结果表明：1)当瓦斯释放点位于竖井位置下游时,会导致下游瓦斯浓度变高;2)射流风机开启后,隧道内气体流速会相应增大,在射流风机前方的风速可达10 m/s以上;3)自然通风+射流风机的组合通风方式优于其他组合式通风方式,其隧道内瓦斯平均浓度值为0.48%,较自然通风+竖井通风、自然通风+竖井通风+射流风机组合的最优值分别降低了44.83%、31.43%。研究结果可供运营期特长高瓦斯隧道通风参考。     

地下交通转换平台射流通风特性及风流组织方式研究

为探究地下交通转换平台内通风系统的合理布局,采用比尺模型试验和CFD模拟相结合的方法,研究射流风机和通风组织对地下交通转换平台内气流运动的影响。结果表明： 1）当联络通道内风机射流朝向敞开段时,为使风机升压系数Kj最大,630 mm、900 mm、1 120 mm射流风机的布设位置应距离敞开段分别大于40、50、65 m; 2）大口径射流风机具有更大的Kj,但占用的断面空间更大,且射流诱导段更长,应根据联络通道长度和高度合理选择射流风机口径; 3）地下交通转换平台的通风组织不宜采用同侧开启方式,采用对角抽吸方式时,联络通道内的污染物混入比最低、通风效率最高。     

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%)。     

隧道通风模拟仿真及节能评估体系的研究

以公路隧道环境及节能问题作为研究目标。首先对公路隧道通风系统的模拟仿真过程和节能评估体系进行了研究。以公路隧道内的CO污染物为控制参数,采用k-ε双方程紊流模型及组分传输方程组,采用UDF技术(User-Defined Function)对隧道通风系统的直接控制法和模糊控制法进行编写用户程序并进行模拟,模拟结果表明,与传统的直接控制法相比,模糊控制法不仅节能,且风机的寿命更长。研究成果能够用于隧道不同通风策略的优化设计及风机控制策略的节能评估。     

锦屏辅助交通特长隧道爆破通风数值模拟

本文对特长隧道（锦屏辅助洞西端10km段）的爆破通风进行了数值模拟计算,分析了不同通风条件下隧道内的CO浓度分布;基于相关规范,确定了爆破后车辆可以进洞的CO最高浓度,从而得出了不同通风条件下出渣车辆进洞的时间及有效的风机布置方式。     

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。     

特长公路隧道施工过程通风设计、实施与检测

基于特长公路隧道施工的通风问题已经成为隧道快速施工瓶颈的现状,本文围绕特该问题展开研究,进行了通风方式选择、施工通风阶段划分、风机配置及参数设计,确定了施工通风设计方案,并跟踪隧道施工过程,进行爆破隧道内粉尘及有害气体的连续监测。研究结果表明:爆破后洞内粉尘完全达到施工作业环境标准所需的时间约为40min,CO浓度降至施工作业标准所需时间大于1h,1h为特长公路隧道掌子面爆破后的最小通风时间。     

地下停车场通风系统的仿真研究

对某地下停车场通风系统建立了数学模型,并利用该模型对地下停车场通风系统进行了仿真研究。研究结果表明:对不同的地下停车场可采用如单速风机控制、双速风机控制以及CO浓度反馈控制等不同的控制方案。该项研究为地下停车场通风系统控制方案的选择提供了理论依据。     

特长公路隧道通风新模式

本文中通风模式的特点是:(1)充分利用汽车"活塞风"作用,采用组合通风方式,来尽量减少运营中的耗电量和风机用量;(2)设计上周密考虑隧道中发生火灾及塞车事故时,及时采取应急通风系统来最大限度地保障隧道内司乘人员生命安全,尽量减少财产损失;(3)能很好地解决在日常设备维修时,当一洞关闭维修,而另一洞对向行车营运的通风问题。     

双向行车公路隧道射流通风系统优化分析

针对双向行车公路隧道设置回车道、紧急避车带的特点,根据隧道射流通风原理和模拟试验结果,对射流特性、通风效率进行了阐述和分析。提出了射流通风系统优化设计的原则和方法,给出了升压系数,回车道、停车带局部阻力系数等通风参数的计算公式,并对射流风机与回车道、停车带最小间距,射流组的最小控制间距,风机的壁面距,风机中心距,机组洞口距,不同压源共同作用下的射流增压的计算,风机增压与风机组数的关系进行了论述,以保证通风系统的合理布局。     

隧道通风模拟仿真及节能评估体系的研究

以公路隧道环境及节能问题作为研究目标。首先对公路隧道通风系统的模拟仿真过程和节能评估体系进行了研究。以公路隧道内的CO污染物为控制参数，采用k-ε双方程紊流模型及组分传输方程组，采用UDF技术（User—Defined Function）对隧道通风系统的直接控制法和模糊控制法进行编写用户程序并进行模拟，模拟结果表明，与传统的直接控制法相比，模糊控制法不仅节能，且风机的寿命更长。研究成果能够用于隧道不同通风策略的优化设计及风机控制策略的节能评估。     

隧道长距离独头施工通风设备选型探讨

良好的施工通风是长大隧道工程安全施工的前提,也是施工进度和工程质量的保障。以长大隧道独头施工通风方案节能环保理念为基点,通过对通风管的性能参数分析,得出施工通风风管选型对通风能耗及风机选型的影响,进而揭示出施工通风设备选型及运行过程中的经济成本问题。分析结论表明:1)选择优质的通风管,避免对国外风机的盲目推崇,是当前施工通风中应值得重视的问题;2)与国内大型风机、风管生产企业联合,生产优质的国产隧道施工通风专用设备,使隧道施工综合技术、经济指标更为合理,是实现节能、环保的有效途径。     

基于正交试验的瓦斯隧道施工通风方案优化研究

为提高瓦斯隧道施工通风效率,改善隧道内的工作环境,以城开高速鸡鸣隧道为研究对象,考虑掌子面与二次衬砌间距(X)、风筒直径(Y)、出风口与掌子面距离(Z)3个因素,运用fluent进行正交试验数值模拟研究,分析以上3个因素对通风效果的影响,并确定最有利于瓦斯气体排出的通风设施布置方案.研究结果表明:由极差分析及方差分析结果可知,3个因素各自水平间的变化对通风效果的影响程度依次为掌子面与二次衬砌间距、出风口与掌子面距离、风简直径;最优通风方案中X、Y、Z等3个因素的水平值分别为50 m、1.0m和20 m;隧道沿程中流场结构分为涡流区、涡流影响区和稳定区,其中涡流区对瓦斯气体的排除起着最主要的阻碍作用,稳定区几乎不影响瓦斯气体的运动,涡流影响区对瓦斯气体的运动有较小影响,因此瓦斯气体浓度在隧道沿程的变化是先减小,再略微升高,最后趋于稳定;横断面处,回风侧瓦斯浓度高于进风侧,并且回风侧隧道边壁及底角处瓦斯气体集中现象较为明显,实际施工过程中应该加强对该两个区域内瓦斯浓度的监测.     

基于Eclipse RCP的隧道施工通风风机选型系统研究

为实现隧道施工通风风机自动优选,根据通风工程基础理论和隧道施工通风管理的业务需求,运用Java编程语言、Eclipse RCP技术,设计并开发了隧道施工通风风机选型系统并对风机选型的基础参数计算、风机性能曲线的拟合方法、选型曲线的自动绘制进行了介绍。实践证明,所选风机机型系统稳定可靠、操作简单、求解结果准确、实用性强。     

隧道通风系统模糊控制算法研究

针对隧道通风系统存在的控制策略单一、智能化程度较低的问题,将模糊控制应用在隧道通风控制中。考虑与通风系统运行相关的各种影响因素,选取实时检测的CO浓度和能见度值与设定值的差作为模糊控制器的输入,对隧道通风模糊控制算法进行设计和Matlab仿真。通过与传统隧道通风的分档控制方法进行试验比较,发现模糊控制算法可以利用灵活的控制策略,动态调整风机数量,改善隧道空气环境,降低风机的启停频率,并降低设备损耗。     

多匝道城市公路隧道通风孔布置研究

针对某多匝道城市公路隧道,利用SES通风模拟软件研究通风孔布置、通风孔个数等因素对隧道内污染物体积分数分布、通风孔排污效率等通风效果的影响。结果表明:1)隧道采用顶部开孔自然通风方式,可以有效减少隧道内及出口处污染物体积分数;2)在匝道分岔点上方集中布置通风孔能达到较好的通风效果,开孔个数较少可减少土建投资;3)隧道段过长污染物体积分数不能满足标准时,应在隧道段后部增设开孔。     

高海拔隧道施工机械尾气排放影响及减排措施研究

海拔在4 000 m以上地区的雀儿山隧道采用钻爆法无轨运输施工时,在主洞掌子面附近测试空气中一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、一氧化氮（NO）、二氧化氮(NO2)、粉尘等污染物的含量,发现除CO以外的其他污染物在通风作用下均可达到隧道施工技术规范对空气质量的要求。为了分析解决CO含量超标的问题,通过对比分析爆破作业CO生成量、内燃机械的CO排放量和隧道内CO含量变化趋势,得出内燃机械在高海拔地区工作时CO排放量较大是导致隧道内CO超标的主要原因,同时提出采用尾气净化技术解决隧道施工通风中CO超标的难题。