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.     

公路隧道火灾人员逃生条件研究

公路隧道火灾中对人员危害最大的是烟气。在已有的隧道火灾人员逃生研究中,关于烟雾对人的伤害大都是以某一气体的绝对浓度为判断指标,但是在隧道火灾过程中,不仅隧道内的烟气浓度在变化,而且逃生人员的位置也在改变。在研究隧道火灾过程人员的逃生时,应该同时考虑隧道内烟雾浓度的变化和逃生人员在隧道内逗留时间,即必须考虑有害气体在人体内的累积程度。文章在已有的LC_(50)指标值、N-气体模型预测值、FED模型预测值的基础上,给出了一个更为合理的公路隧道火灾时的人员安全逃生判别条件,为公路隧道火灾时的人员逃生研究提供了技术支持。     

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。     

高落差螺旋隧道运营期通风特性研究

为了研究螺旋结构隧道的通风特性,选取云南某高落差螺旋隧道为研究对象,对其不同工况下的隧道通风情况进行数值模拟分析。研究结果表明,从整体来看,隧道内的通风气流分布受隧道螺旋结构影响不大,但在每台射流风机的作用区域内,风速在隧道内外侧的纵向衰减特征并不相同,并会发生部分气流回流的情况。在火灾工况下,存在一段长约30 m的烟气逆流区,相比正常通风工况,火灾工况下的隧道内平均风速较大。     

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。     

从烟气迁移谈轨道交通区间隧道的火灾探测

轨道交通区间隧道的火灾烟气控制有多种模式,关键是对火灾位置的准确判断。隧道内受到列车行驶的影响,高温烟气的扩散会异于常规的火灾烟气分布和扩散规律,提出了以烟气迁移规律为导向的车载火灾探测方案,为在区间隧道发生火灾时第一时间启动事故通风模式,组织人员疏散和火灾救援创造有利条件。     

生命值与伤害值概念下的公路隧道火灾人员逃生安全风险研究

公路隧道发生火灾时,高温和烟气同时危及逃生人员和消防人员的生命安全。在已有的火灾烟气和高温下人员逃生条件的基础上,文章定义人员伤害值、生命值概念,提出了一种新的同时考虑高温和烟雾的隧道火灾人员逃生安全风险辨识条件。以某隧道大巴车火灾为例,建立数值计算模型模拟不同火灾工况下隧道的温度场以及烟雾场,依据建立的人员逃生安全风险判定条件得到了火灾时下游人员逃生动态过程的受伤害程度以及不同位置处消防人员受伤害情况。研究结果表明:适当提高通风风速有利于下游人员逃生;逃生过程中CO对人的伤害占主导作用;通风风速大于2.5 m/s时,上游消防人员有足够的时间进行灭火作业;通风失效时,消防人员灭火时长不宜超过360 s。     

高速公路隧道开挖施工技术及控制策略分析

文章以某高速公路隧道1~#段开挖施工工程为例,利用有限元数值软件MIDAS-GTS NX建立二维数值模型,分析采用上下台阶法、三台阶法、三台阶预留核心土法等施工技术开挖时,隧道浅埋段埋深10m处围岩衬砌的应力变化、位移及塑性区分布情况,确定了三台阶预留核心土法为该工程较合理的开挖方式,为类似高速公路隧道浅开挖工程设计和施工提供参考。     

地铁区间隧道火灾自然排烟模式的研究与应用

成都南部地铁区间隧道采用地面开口的自然通风模式,在国内尚属首次。文章对区间隧道在火灾工况下,通风竖井间距、隧道中隔墙,以及风口阻力系数对自然排烟通风效果的影响进行了数值模拟分析,为区间隧道的结构选型提供了科学的依据。     

基于缩尺试验分析隧道火灾自熄机理

为掌握隧道火灾自熄特性,采用缩尺试验方法建立隧道模型进行分析,研究结果表明：障碍物上部封堵时对隧道产生的自熄效果比下部封堵更有效,隧道火灾的自熄随封堵物距火源的距离越远,自熄时间越长,对火灾和烟气的控制效果更差;隧道火灾的自熄时间与隧道壁面边界无关,但火源处的氧气浓度和二氧化碳浓度受壁面边界的影响,当隧道壁面为防火板壁面时,能加快氧气的消化率,增加二氧化碳的生成量。     

隧道易切削锚杆全断面预加固的三维数值模拟

隧道易切削锚杆全断面预加固工法主要是指应用易切削注浆锚杆对掌子面前方的"待挖核心体"进行预加固,以控制掌子面前方核心岩土体的变形,从而实现隧道全断面安全、顺利掘进的一种隧道工法。本文运用有限元技术,对该法施工的隧道进行三维数值模拟。分析表明,通过易切削锚杆对"待挖核心体"的预加固作用,能明显改善掘进过程中的围岩形变和力学特性。计算所得结果能为类似工程施工提供借鉴。     

从河床冲淤分析沉管法修建长江水下隧道问题

文章从三峡水库泥沙入库量的减少以及三峡水库对泥沙的拦截作用两个方面分析了三峡水库对长江中下游河床冲刷的影响,具体剖析了现有冲刷数值模拟的最大冲刷量远较实际冲刷量为小的原因,因此得出了在三峡以下长江中下游不宜采用沉管法修建长江水下隧道的结论。对于重庆地区朝天门两江隧道的修建方案问题,文章在分析了决定修建沉管隧道方案可行性的两个关键参数,即河床水深和水流流速后,指出只要采取相应工程措施,采用沉管法修建两江隧道是可行的。     

公路隧道消防问题浅析

国内近年发生多起公路隧道火灾事故,造成了巨大的人员伤亡和经济损失,我国公路隧道运营安全工作仍面临着较大压力和挑战。当前公路隧道消防系统存在诸多不足,主要表现为缺少技术规范、理论指导,消防设施较少考虑水源情况,消防工程建设的全程监管不到位,运营管理制度不健全。文章对公路隧道消防系统存在的主要问题进行分析,并提出相应的措施。     

公路隧道施工过程的数值模拟及ANSYS实现

正确模拟围岩的卸载过程是地下工程数值模拟的一个重要课题。文章论述了应用"施加虚拟支撑力逐步释放法"来模拟隧道施工过程中围岩应力释放的原理,并结合双连拱隧道施工数值模拟实例,得出采用ANSYS软件可以实现隧道和地下结构的施工数值模拟方法。     

裸洞隧道病害整治及防护技术研究

文章通过对裸洞隧道病害形成的应力场分析,对病害产生的原因进行了研究;根据裸洞隧道病害的不同形式、病害表现和发展状态将整治防护措施分为五个等级,并给出了相应的示例。通过数值模拟分析并结合实际工程实例,提出了裸洞隧道病害整治最为常用的三种方法,其中通过注浆改善围岩条件是最为有效的方法。现场实测结果与计算较为吻合,显示了裸洞隧道病害整治防护措施的有效性和合理性。     

茜阳隧道病害原因分析及处治技术探讨

针对茜阳隧道病害的形式、表现和发展状态,对其病害产生的原因进行了分析,并对隧道开挖方式进行了数值模拟分析,证明偏压、浅埋隧道的施工工序与管理对隧道初期支护变形和裂缝起决定性作用;提出了两种隧道病害整治方法——初期支护拆换扩挖法和明挖法。结果表明,初期支护拆换扩挖法是改善围岩条件、处治病害的最有效的方法。     

大跨浅埋公路隧道下穿既有建筑施工的沉降控制

厦门机场下穿34号楼隧道工程,隧顶到建筑结构底3 m,属浅埋大跨下穿既有建筑物连拱隧道工程.论文根据工程类比法,采用CRD法优化隧道施工步骤;借助数值分析方法,分析既有建筑的沉降规律,把握了CRD法重点施工步骤.根据现场实测及数值模拟结果,提出了超前注浆、地面硬化及补偿抬升注浆、洞内全断面帷幕注浆、大管棚超前支护等多种施工辅助措施.实践表明,施工过程中既有建筑结构沉降得到有效控制,最终沉降量小于40 mm.     

虚拟支撑力法数值模拟技术的应用

文章结合湖南雪峰山特长公路隧道的工程实践,根据隧道开挖过程中地应力随施工工序逐步释放的真实过程,基于有限元计算程序,运用“施加虚拟支撑力法”进行适当的开发,对隧道开挖过程进行数值模拟研究,获得了对隧道围岩应力形变场一种快捷准确的认识思路,不仅能更好的符合工程实际,也为隧道开挖过程的数值模拟研究提供了一种思路和方法。     

高地应力软岩隧道施工动态控制与优化研究

根据兰渝铁路毛羽山隧道出口开挖过程中出现严重大变形的工程实例,利用FLAC3D建立三维数值模型,对不同台阶长度、仰拱闭合时机、锚杆长度以及二次衬砌浇筑时机的隧道施工进行了动态模拟。计算结果表明:台阶长度对大变形控制至关重要,应尽可能减小上台阶长度,采用超短台阶法施工;仰拱对于挤压性围岩隧道大变形控制具有显著的效果,应尽早封闭成环;随着锚杆长度的增加,隧道变形逐渐减小,但是当其长度大于8m时,再增加锚杆长度对控制大变形所起作用不明显;开挖后立即施作二次衬砌,可有效控制围岩蠕变变形。     

隧道掌子面与溶洞安全距离分析

岩溶地区隧道开挖掌子面前方存在的大型溶洞对施工的威胁非常大,如何确定开挖掌子面前方合理的岩盘安全厚度,并及时进行超前支护或对溶洞进行处理,是岩溶隧道施工中必须解决的一个关键技术问题。文章通过数值模拟和理论计算,对隧道掌子面与溶洞安全距离的影响因素进行了分析研究,建立了预测隧道掌子面前方岩盘安全厚度的计算方法(经验类比法、理论计算法、数值分析法)及计算图式,给出了安全距离计算公式并进行了工程实例分析。