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。     

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。     

横南铁路分水关隧道通风系统效果评价

为评价横南铁路分水关隧道射流通风系统效果，研究不同通风方式隧道内有害气体浓度变化规律，探讨各型通风方案的可行性，应用真空管法和仪器法，测试隧道自然通风状况下，列车通过后NOx、CO15min时间加权平均浓度、日平均浓度，测试隧道射流风机正常通风、提前通风和反向通风3种方式通风效果。结果：隧道本底污染NOx最高达152mg／m^3，CO最高达50mg／m^3；15min加权平均浓度：NOx最高达122mg／m^3，CO最高达16．5mg／m^3；日平均浓度NOx达9．7mg／m^3，CO达5．0mg／m^3。风机正常通风13～15min可使有害气体达标，设计通风17min合理。提前通风10～12min达标，但隧道总体通风时间增加9min，最高浓度NOx可达200mg／m^3，CO可达110mg／m^3，一般情况不宜采用。     

单线铁路运营隧道内燃机车废气机械通风效果的卫生学评价方法

一座单线内燃机车牵引运营隧道是否需要进行机械通风;机械通风效果如何评价;风机最佳启动时间和通风时间的长短如何确定是运营隧道机械通风效果的卫生学评价要解决的问题。本文参照TB1912—87《铁路运营隧道空气中内燃机车废气容许浓度》标准,阐明不同隧道污染水平调查如何选择采样点;如何采样并对测定结果进行评价以确定通风程序。     

浅谈高原地区长大隧道施工通风风量计算

介绍铁路、公路隧道钻爆法施工过程中主要有害气体的危害、控制标准以及排除有害气体所用的通风方式,以我国低海拔地区隧道施工通风风量计算为基础,详细说明稀释和排除内燃机废气的计算及各系数取值参考,分析并引出高原地区隧道施工通风设计风量计算的方法,为我国隧道通风设计人员对高原地区隧道施工通风风量计算、通风设备的选择提供依据和参考。     

内燃机车废气对隧道内空气的污染

内燃机车通过隧道时,所排出的废气造成对隧道内空气的污染,1965年以来对东风型(2,000马力)内燃机车通过隧道时,对隧道内空气的污染情况有了较详细的了解,从而可针对不同情况,采取防治措施,使隧道内作业人员免受或减轻有害气体对身体健康的危害,本文简略介绍东风型内燃机车废气中有害气体的成分、浓度和分布规律等试验资料,同时提出应考虑隧道的特点,需要制定一个比较合理的卫生标准,供有关部门作为对各种防治措施效果的鉴定和评价的依据,并根据隧道内的排烟规律,对人字坡隧道通风量的计算和采用的通风方式进行一些探讨,供对运营隧道有害气体采取综合防治措施时参考。     

黄泥岭隧道射流风机的通风效果

黄泥岭隧道内安装了两台射流风机，通风１０ｍｉｎ隧道内有害气体ＮＯｘ和ＣＯ的浓度控制在国家标准以下。实行机械通风后，反风向自然风不能将机车排出的废气返回到隧道内，有利于提高洞内设备的使用寿命。     

青藏铁路隧道内有害气体浓度标准探讨

摘《铁路隧道运营通风设计规范》（TBl0068—2000）中规定“内燃机车通过隧道后15min内，氮氧化物（换算成NO2）浓度小于10mg／m^3”。此规定对于平原地区是适用的。然而青藏铁路建于高海拔地区，低气压、低氧、低温等严酷的自然条件对人体健康和劳动能力带来更为恶劣的影响。为了保障青藏铁路相关人群的健康生存和正常工作，本文结合青藏地区的特殊高原气候对人体造成影响的因素和气态污染物的衡量方式对青藏铁路运营隧道内宜采用的N02控制浓度进行了探讨。     

纵向风对高海拔铁路隧道火灾烟气时空分布的影响

目前对高海拔铁路隧道火灾的研究较少。本文应用火灾动态仿真模拟软件(Fire Dynamic Simulation,FDS)对海拔500,3000 m铁路隧道内的火灾烟气蔓延进行了数值模拟分析,对比了高海拔环境低温、低压、低氧等显著特征及纵向风速对隧道火灾的影响。结果表明,在本文的火灾计算条件下海拔3000 m时隧道内的最高温度比低海拔时低24.8%,CO浓度增大30%~50%;海拔3000 m时随着纵向风速增加,拱顶最高温度显著下降,最大降幅达62.5%,且最高温度点向下游偏离火源区边缘上方;火源上游温度减小且升温范围逐渐减小,纵向风对上游烟气的“稀释”“阻拦”作用强于下游。     

高海拔隧道出碴车排放一氧化碳的扩散规律

以在建的采用钻爆法施工的敦格铁路高海拔单洞单线特长隧道为例建立隧道三维模型。仅考虑出碴车排放的一氧化碳(CO),利用动网格及用户自定义函数,选取RNGκ-ε湍流模型,采用非定常隐式解法求解气流流动和CO扩散的方程,应用Fluent软件进行通风工况下出碴车运行过程中高海拔隧道内气流速度场和压力场、CO浓度场的三维非稳态模拟,分析出碴车排放CO扩散规律。结果表明:出碴车运行速度越大,越靠近车辆尾部,环隙流速度越大;出碴车车头前端气流速度和压力影响区域的长度约为5m,车尾影响区域较长;CO主要集中在车尾涡流区;出碴车加速运行区段CO浓度超过标准限值30mg·m~(-3),匀速运行区段CO浓度超标区域极小且未达到人体呼吸高度;出碴车运行过程中,CO浓度扩散规律符合瞬时点源一维扩散方程基本解,车速越大,距离车尾越近,CO扩散系数越大,远离尾部涡流区,CO扩散系数趋于稳定。为减小前后2辆出碴车排放CO浓度的叠加,建议出碴车行驶间隔时间大于5min。     

自然通风公路隧道有害气体浓度分布

研究目的:分析计算隧道各个分段的有害气体浓度,以把握公路隧道在自然通风状态下,其有害气体浓度在隧道内部的分布情况。研究方法:对于设有开孔的自然通风隧道,根据其隧道气流运动规律的研究成果,以工程实例计算正常工况下隧道各个分段的有害气体浓度;根据热压作用原理,探析交通阻塞工况下有害气体浓度的计算方法。研究结果:在正常工况和阻塞工况下,自然通风隧道的内部空气质量皆有明显的改善。研究结论:在顶部设有开孔的单向公路交通隧道中,自然通风可以控制隧道有害气体浓度在卫生标准的之内。     

瓦斯隧道运营通风监控系统的设计

研究目的：瓦斯隧道在运营中,瓦斯浓度在任何时间、任何地点都不得大于0.5%。针对其规范要求进行研究,进而采取有效的瓦斯隧道运营通风监控系统的设计。研究方法：在总结南昆线家竹箐隧道KJ4瓦斯监测与报警系统设计的基础上,结合本次“达成线云顶、天台寺”瓦斯隧道实际情况,进一步分析目前监控系统软件的技术,明确本次监控系统设计中需要解决软件技术支持的重点问题。研究结果：本次运营通风监控系统软件采用“基于非恒定流理论的通风控制模型”和神经网络控制算法及先进的监测联网技术。提高了集成度、可靠性,易安装、维护和使用,同时在经济上降低系统建设、维护和运营费用。研究结论：隧道风机控制室计算机软件、监测系统的联网技术、本地控制柜的应用软件、数据通讯的FSK技术、瓦斯监测传感器的接入技术运用到本瓦斯隧道运营通风监控系统设计中,充分体现了监控系统设计的先进性,从而在根本上解决瓦斯隧道通风控制问题。     

基于有害气体监测的多作业面隧道通风管理

大临铁路红豆山隧道1#斜井采用“斜井+平导+正洞”多作业面施工的组织方式,在施工中检测到多种高浓度有害气体,给施工通风及管理提出了极高要求。通过优化通风设计,建立基于有害气体监测的多作业面隧道通风管理系统,依据有害气体浓度和风速变化情况,控制移动式风扇的位置、主通风机的送风量及局扇的运行状态,并通过通风可靠性评价,实现有害气体的全过程、全方位监测和隧道通风的安全动态管理,对类似隧道通风管理提供参考。     

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。     

“活塞”式隧道消烟除尘新方法

结合现场施工管理经验,介绍了一种研发的“移动风幕阻断式隧道驱烟除尘法”和装置,该方法和装置用于改善隧道施工过程中各工作面的环境质量,消除粉尘和有害气体对施工人员的危害。与以往隧道通风方法相比,采用此法具有经济实用、节能环保的特点。     

交通风力自然通风作用原理探析

研究目的:在顶部(或侧壁)设有多处通风孔的单向公路交通隧道中,车辆运动产生的交通风力将在开孔处形成相应的压力,探析其压力的形成和作用过程,以获取这种自然通风形式的计算方法。研究方法:将公路隧道内随机运动的车流假定为恒定持续的车流,根据动量、能量和质量守恒的基本定律,建立相关的关系式,探索分析这种隧道自然通风的气流运动规律。研究结果:建立并求解关于隧道各个分段风速的n元二次方程,其它参数则均可求取。研究结论:在有条件设置通风孔的前提下,单向公路交通隧道采用这种自然通风方式是一种有效的通风方案。     

构造复杂区非煤地层隧道有害气体成因机制及运移模式

以位于深大断裂交汇区的大(理)临(沧)铁路红豆山隧道为例,在分析隧道地质环境的基础上,结合隧址区有害气体现场监测和室内试验分析及隧址区断裂构造特征,研究构造复杂区非煤地层隧道内有害气体的成因机制和运移模式。结果表明:隧道内主要有害气体为高浓度CO2和较高浓度H2S,以断裂带及花岗岩蚀变带为运移通道;隧道内有害气体为无机成因气,来源于深部壳幔地层,其中CO2的同位素值在-0.3‰^-8.0‰之间,可判定隧道内有害气体为岩浆-幔源及变质混合成因;隧道穿越的诸多张性断层既可作为储气断裂,也可视为幔源岩浆气向上运移的疏气断裂。     

自然通风隧道火灾的烟气特性和控制标准

建立自然通风隧道火灾三维数值计算模型,并应用缩尺隧道试验数据对数值模拟进行验证,采用验证过的数值计算方法对自然通风地铁区间隧道的火灾烟气特性和安全控制标准进行三维数值模拟研究。结果表明,数值模拟结果与试验结果吻合较好;孔口尺寸对隧道顶壁烟气温度、人员高度处的CO浓度和能见度的影响较大,但对人员高度处的温度几乎没有影响;在隧道火灾4种安全控制标准中,人员高度处的能见度起主要控制作用。     

地铁长大过海区间隧道通风排烟方案

针对地铁长大过海区间隧道通风排烟问题,结合青岛地铁1号线瓦贵区间工程,采用理论及对比分析、数值解算等方法,分析过海区间隧道区间风井设置、火灾工况气流组织等问题。介绍青岛地铁1号线瓦贵区间概况,然后提出区间风井设置的要点,参考国内相关城市过江工程实例,采用土建排烟风道,以保证灾害工况下两车追踪人员的疏散安全。阐述陆域段防排烟和海域段防排烟方案,对于陆域段,排烟方案可以按照常规地铁区间进行设置;对于海域段,需根据区间长度,采用全吊顶或者局部吊顶排烟方案。通过研究区间火灾安全目标,设定热释放功率为10 MW,隧道临界风速为2.1 m/s,重点排烟量为80 m3/s,并绘制通风网络解算结果图,解算结果表明各区间风井的防排烟系统均满足规范要求。