屏蔽门制式地铁隧道气温测试及规律研究

为探讨隧道气温在夏季最热月和冬季最冷月的特征及动态变化规律,利用温湿测试仪,对苏州地铁2号线一个车站和前后两个区间的隧道气温进行测试。对隧道气温测试数据进行分析研究,结果表明:夏季隧道气温比冬季隧道气温高,夏季和冬季隧道气温分别在24~29℃和16.5~19℃变化;冬季和夏季车辆运行时,隧道气温均以行车间隔为周期呈锯齿形变化,冬季可能出现倒锯齿形变化,变化幅度分别在1.5~2.5℃和0.5℃之内;夏季车站隧道气温沿车行方向规律分布,中间高两端低,且下行端高于上行端;夏季时,车站隧道和区间隧道,车辆单位时间向隧道空气的散热量,分别约为隧道壁单位时间从隧道空气吸热量的5.5倍左右和7倍以上;为保证测试效果,对地铁隧道进行气温测试时,建议取数间隔为发车间隔的1/20。     

地铁运营初期关闭OTE/UPE风机运行的可行性探讨

对全线采用屏蔽门系统的西安地铁2号线某区间隧道及与之相连的站台隧道温度进行长期监测,并建立其全尺寸CFD动态仿真模型,参考实测值设定隧道壁面温度,对地铁线路运营初期和远期轨顶和轨底(OTE/UPE)排热风机开启及关闭4种工况下列车在其中行驶过程中隧道内的气流温、速度和压力场进行动态模拟。结果分析表明,地铁线路运营初期,即使不开启OTE/UPE风机,在炎热的夏季地铁隧道内也不会出现超温现象;而运营远期,若仍不开启OTE/UPE风机时,则隧道内温度较高;当区间隧道壁温升高到34℃,夏季站台隧道超温现象严重;当区间隧道壁温达到28℃,下游站台隧道有可能超温。运营初期采取不开启OTE/UPE风机的运行模式是可行的。     

气候变暖条件下寒区隧道可靠性分析全文替换

气候变暖将对寒区隧道长期稳定性和可靠性产生显著影响,也对寒区隧道工程防灾减灾提出了新课题。为探究气候变暖条件下寒区隧道可靠性的演变规律,以巴哈达坂隧道为对象,建立热力耦合数值模型,研究未来50年青藏高原气温升高2.6℃,3.0℃和4.0℃时,围岩温度场和变形场等的时效变化特点。采用蒙特卡罗法研究隧道可靠性及敏感性的变化规律,并提出增强隧道可靠度的技术措施。研究结果表明：当二次衬砌和保温层厚度分别为5 cm和40 cm时,50年后气温升高2.6℃和4.0℃时隧道可靠度分别为87.5%和82.2%;如果要将50年后隧道的可靠度确保在90%以上,气温升高2.6℃时二次衬砌和保温层的最小厚度为42.3 cm和7 cm,比现有设计提高了6%和40%;而气温升高4.0℃时二次衬砌和保温层最小厚度达到45.2 cm和9 cm,比现有设计分别提高了13%和80%。根据IPCC结论,如果未来50年能将第三极升温控制在3.0℃内,当保温层厚度为8 cm,二次衬砌厚度不小于42.7 cm时,隧道可靠度即可达90%以上。     

寒区隧道温度场分布规律及保温层适应性研究

为了研究寒区隧道的防寒保温设计问题,采用数值分析方法探讨不同外界气温、围岩地温以及有无保温层等条件下寒区隧道温度场的分布规律和保温层适应性研究,并采用叠加原理、分离变量法和贝塞尔特征函数建立列车风影响下寒区隧道温度场的计算模型,分析有无列车运行条件下寒区隧道温度场的变化规律。研究结果表明:由于二衬后出现负温分布对隧道衬砌结构安全性影响较大,因此建议将二衬后不出现负温分布作为寒区隧道保温措施的控制指标;在不考虑列车风影响条件下,保温层法最佳适用于最冷月平均气温为-2~-15℃的地区,当最冷月平均气温低于-15℃、围岩地温低于5℃时,保温层法应与主动保温措施相结合;当列车运行速度为300km/h、运行间隔为30 min时,通车与不通车相比隧道洞内中间位置平均气温下降约1.22℃,二衬后沿隧道进深方向出现负温的距离约增加36.8%。     

粤东城际铁路隧道热环境特性及控制研究

为确保采用单洞双线且包含多个连续地下车站的粤东城际铁路隧道热环境满足设计规范要求，通过一维数值模拟方法，从行车对数、活塞风井面积、轨排风量及排热系统开启方案4个方面出发，对汕头至潮汕机场段中山路隧道热环境特性及控制方案进行研究。结果表明：不开启轨排系统下，初期、近期夏季晚高峰隧道内空气温度均不超40℃,但远期汕头一中、时代广场站及区间2温度不满足热环境控制要求，且远期中间车站区域温度明显高于两端车站；通过增大活塞风井面积降低隧道空气温度的作用有限，即使单个活塞风井面积增加至75 m²,区间2及汕头一中站温度仍超过40℃;车站轨排系统开启后，远期夏季晚高峰全线隧道空气平均温度降幅较明显，当单个车站轨排风量为50 m³/s且活塞风井面积不小于30 m²时，隧道内各区域温度及新风量均满足要求；优化后的轨排系统开启方案可行，建议远期夏季晚高峰仅开启汕头一中站及时代广场站的排热系统，以减少通风设备运行能耗。     

严寒地区高铁隧道衬砌挂冰机制及预测预警

为减少长大寒区铁路隧道冬季挂冰巡检的工作量，为人工打冰提供指导，基于隧道挂冰模拟试验，得到隧道挂冰生长发育程度模型，构建隧道衬砌挂冰预测预警系统，通过预测隧道洞内挂冰范围及发育程度为打冰提供指导。冰挂模拟试验表明：隧道内存在结冰、无冰区域的明显划分，划分界限为-5℃;隧道衬砌冰挂生长发育存在最适宜温度区间，当洞内气温高于此温度区间时，由渗水点流出的地下水受其自身热量作用，冰挂的生长受限，当洞内气温低于此温度时，水体在流经混凝土裂缝时，热量迅速散失，导致渗水点被冻结，冰挂无法生长；得到各个渗漏水流量条件下，冰挂生长发育程度模型。基于物联网和智能温度记录仪获得隧道实时温度分布，结合隧道洞内渗漏水病害分布及流量，以隧道挂冰生长发育程度模型为核心，分析得到隧道挂冰区段及挂冰严重程度，为隧道挂冰巡检提出指导。相比于全隧道步行巡检，采用挂冰预测预警系统可以减少1/3的巡检工作量。     

时速350km动车组过隧道气动效应分析

采用数值模拟计算的方法,对时速350 km动车组通过70 m2单线隧道和100 m2双线隧道的压力变化进行研究.研究结果表明:单列车通过单、双线隧道时,除曲率变化较大的头、尾部位置不同测点压力变化差别较大外,列车中部不同位置测点压力变化基本相同,隧道入口前20 m,隧道壁面压力变化幅值随测点距隧道口距离的增加而迅速增大,20 m后增加变缓,在200 m左右达到最大;单线隧道内,各截面上压力变化幅值最大相差不超过3％,三维效应不明显,双线隧道内,隧道口处的三维效应比较明显,隧道中部三维效应减弱,在隧道入口6 m和隧道中部250 m位置,不同测点压力变化幅值最大分别相差82.8％和11.3％.     

高速列车通过隧道时气动阻力特性的CFD仿真分析

基于可压缩流体的纳维—斯托克斯方程和RNG k-ε模型,以由头车、中间车和尾车3辆车编组的某高速列车1∶8风洞试验模型为研究对象,采用计算流体动力学软件(CFD),建立包括车体和走行部的三维非结构化列车表面离散网格模型和列车与隧道、列车与明线空间的组合计算网格模型,研究高速列车通过隧道时气动阻力的时变特性和规律.结果表明:高速列车在车尾刚进入隧道人口时其气动阻力达到最大值,为同样工况下明线运行时的2.5倍;高速列车完全进入隧道后,其气动阻力在一段时间内处于相对平稳期,为明线运行时的1.8倍;之后在隧道压力波的作用下,高速列车的气动阻力会发生准周期变化,变化幅度接近明线运行时的60％;在隧道长度大于高速列车长度的前提下,高速列车通过不同长度隧道时,其进入隧道时的气动阻力最大值均比较接近,而且在隧道内运行时的气动阻力变化特征和幅值也基本相同.     

地面超载软土大直径地铁盾构隧道结构变形预测

以上海轨道交通16号线某区间大直径盾构隧道为工程背景,建立了带有内部结构的三维有限元盾构隧道模型。计算结果表明,盾构隧道每组拼装循环中的两环管片受力变形性能基本一致;衬砌管片坏变形呈"横鸭蛋"状;中隔墙压应力与石岩棉变形量存在密切关系。该结果可为盾构隧道在实际运营中对地面超载量的控制标准提供参考。     

磁浮列车气密性能对隧道净空面积的影响

系统地探讨了车辆气密性能对隧道净空面积的影响规律。计算了不同气密性能的TR型磁浮列车,以不同运行速度通过不同长度的单线隧道时的压力波,并根据德国及ERRI的隧道与列车内压力波容许标准,确定了所需的隧道净空面积。     

广州地铁6号线的隧道通风设计

广州地铁6号线穿越老城区,因此隧道通风设计的控制因素较多.通过简化和输入合理的边界条件和参数,运用SES程序对该线路进行计算,针对隧道内温度和风量进行分析.指出在现有配置隧道通风系统的情况下,深埋隧道内近、远期的全线温度满足要求;单端设置活塞风井的"活塞效应"作用较大,隧道区间换气量达到《地铁设计规范》规定,且增设消声器对活塞风道的作用影响不大,设计优化、合理.     

地铁区间隧道应急排水设置研究

当隧道内发生涌水现象,超出区间废水泵房的排水能力时,地铁运营管理部门应及时进行应急排水。针对地铁区间隧道应急排水问题,结合工程实例,介绍了直接排水、并联排水和串联排水的应急排水方案。直接排水简单、方便、高效,适用于距离短、埋深小的区间隧道;运用并联排水和串联排水,能够有效提高流量或扬程,同时可在很大程度上降低抢险人员的劳动强度,适用于长大区间隧道。排水泵是应急排水工程的主要工具,应根据现场实际所需流量和扬程情况,按照安装方式、排水水质和能量来源,选择合理的排水泵。物联网技术的开发和应用为地铁隧道应急排水系统的信息采集、物理定位、资源共享、隐患排查等提供了方便。     

地铁盾构区间隧道抗震分析

我国对地铁区间隧道的抗震分析研究,长期以来多是采用等效静力法来模拟地震对区间隧道的作用,由于隧道结构与地层之间的特殊关系,这种分析结果与实际出入较大,未能真实反映区间隧道与地层的相互作用,文章结合国内外地铁区间隧道抗震研究及相关规定,提出地铁抗震验算方法,可为地铁抗震设计提供参考。     

地铁长大区间中间风井设置探讨

在地铁长大区间内,最不利情况下发生火灾造成严重影响的事故虽然是小概率事件,但一旦发生,造成的危害和影响极大,因此研究长大区间设置中间风井是必要的。从常规计算方法出发,提出判断是否设置中间风井的新思路,指出常规方法忽略了最不利情况下司机、控制中心的联系时间,在实际工程中建议对站中心运行时间超过2 min的区间进行核算,并充分考虑前车紧急制动停稳时,后车的运动状态。     

南京地铁过江隧道通风系统方案研究

研究目的:随着国内地铁线路的增多,有时难免需要穿越大江、大河;同时随着隧道数量的增多,在隧道中发生的火灾也越来越频繁,危害性也越来越严重,隧道通风排烟系统成为日益重要的研究课题。研究结论:本文针对地铁的长大过江区间隧道,从通风系统形式、气流组织等方面详细研究了长大区间隧道的通风、排烟系统设计方案,对于同时存在多列车同向运行的长大区间隧道,当区间隧道采用大洞方案时,设置顶部风道、风口来组织隧道内的通风排烟;当区间隧道采用小洞方案时,在区间隧道上设置中间风井,利用中间风井进行通风排烟。     

地铁与地下综合管廊统筹协调问题探讨

以郑州市轨道交通8号线工程为例,全面梳理地铁与综合管廊的空间关系,并按建设时序进行分类,深入研究各种条件下处理地铁与管廊工程的协调方案,从地铁区间、车站附属以及车站主体3个方面提出综合利用城市地下空间可实施的解决方案。综合管廊与地铁区间相交时,地铁设计在纵向上加大埋深;与车站附属相交时,根据建设时序选择双方上下层关系;与车站主体相交时,根据建设时序选择合建或者绕避,可为类似工程提供借鉴思路。     

东莞市轨道交通2号线地铁快线关键技术标准

东莞市轨道交通2号线按120 km/h设计,已突破目前《地铁设计规范》的适用范围。列车超过100 km/h时,将带来舒适度降低、运行能耗增加、隧道通风、设备设施承压大、受电弓磨耗大及故障率高等问题。为解决列车高速运行带来的问题,结合具体工程条件,对舒适度、线路、车辆、隧道以及区间设备设施等关键技术进行深入研究,形成关键技术标准在项目建设中实施。2号线首期段于2016年5月27日以ATO模式、最高行车速度120 km/h开通试运营。实践证明,上述关键技术保证了2号线技术可行、经济合理、环境舒适的要求。随着城市的发展,运行速度超过100 km/h的地铁快线越来越多,2号线关键技术标准研究给东莞后续地铁快线及其他城市地铁快线设计、建设提供有力的支撑和帮助。     

自然通风模式在成都地铁中的应用

结合规划、地面现状及线路埋深情况,成都地铁1号线南部区间隧道采用了顶部开口的自然通风模式,在国内首次引入了地铁区间隧道通风模式的新理念.与传统的区间隧道通风模式相比,自然通风模式可以节省初期土建、设备投资和今后的运营费用.对自然通风的方案构思,通风井的设置等作详细介绍.通过现场的热烟试验,结果表明,前期方案论证采用的数值模拟计算较为合理,工程能满足今后的运营防灾要求.     

壁板坡特长隧道施工通风的影响因素分析

特长隧道通风是目前隧道工程建设中的难点,为分析影响带平导特长隧道施工通风的主要因素及其规律,以沪昆客运专线壁板坡特长隧道为工程背景,分析隧道施工时的通风系统和洞内外空气质量的监测数据,并结合目前对隧道施工通风影响因素的研究成果,总结影响特长隧道施工通风洞内空气质量的主要因素及其特征,包括洞内外的温度差、通风方案、施工组织和掘进方法,以达到合理组织隧道施工与优化通风的目的,为类似特长隧道的施工通风及其优化提供参考依据。     

MJS联合微扰动注浆在地铁隧道收敛变形整治中的应用研究

为进一步提升运营地铁隧道收敛变形的综合整治效果,提出MJS联合微扰动注浆整治技术,并应用于杭州某运营地铁隧道收敛变形整治施工工程。通过分析整治施工前后隧道变形动态跟踪的监测数据与隧道断面扫描成果,探讨联合整治对于隧道变形的整治效果,总结微扰动注浆施工引起隧道收敛的变形规律。研究结果表明：MJS联合微扰动注浆施工对于地铁隧道收敛变形整治效果显著,有效解决注浆结束后隧道收敛二次回弹及注浆期间隧道产生附加变形的问题;微扰动注浆施工应重点保证前两次注浆的施工质量,并控制同一注浆孔位间隔时间。