铁路隧道射流与洞口风道组合式通风效果分析

射流风机与洞口风道组合通风效果一直是学术界和工程界关注的关键科学问题,在长度超过5km的内燃牵引隧道中,射流风机并未有效阻止风流从洞口隧道内流出,未达到设计通风效果。采用CFD计算软件FLUENT建立三维非线性力学模型,研究洞口射流风机安装断面连接方式、轴流送风口风速、射流风机台数关键因素影响效果。射流风机安装处设置渐变过渡段后,风机吹出的风流可以平稳的进入隧道,从洞口引入新风效果明显;在同样的风量下,送风口风速不同,产生阻力也不同,对洞口端引入新风产生影响,设计中应适当降低送风口风速;在洞口设置同样的射流风机,轴流送风道送入的风量不同,洞口端隧道内风流的状态不同,当送风量大到一定程度时,将产生洞口段隧道风流流出,设计中洞口射流风机的台数应根据送风道的送风量进行调整。     

高海拔长大铁路隧道施工通风方案优化

为解决高海拔地区修筑长大铁路隧道时,低气压、高寒缺氧环境条件下隧道通风技术难题,以兰新铁路第二双线甘青段祁连山隧道为例,结合原通风设计方案,基于洞内多位置与多组点大气压力、温度、相对湿度以及各组风机运行时各测点风速等参数测试数据,通过理论方法计算隧道施工过程实际需风量,从而对既有施工通风方案进行优化。经现场验证,采用优化后的高海拔隧道施工通风方案,提高了施工人员和机械设备工作效率,技术可行、经济性好。研究成果可为高海拔寒区隧道施工通风系统设计提供参考。     

敞开式TBM施工隧道掘进段空气温度计算方法

以敞开式隧道掘进机(TBM)施工隧道为研究对象,基于热力学原理,分析掘进段热害影响因素,建立敞开式TBM掘进段空气温度的计算模型,对不同围岩级别、不同岩温下掘进段内空气温度进行计算研究。结果表明:自掘进开始,TBM掘进段内空气温度迅速升高,在掘进20min时升高至接近最大值并保持基本稳定,停机后空气温度迅速下降;掘进段空气温度随围岩温度的升高和围岩级别的提高显著上升;通风对掘进段内空气有明显的降温效果;围岩温度为18℃,Ⅱ级围岩无通风时掘进段空气温度为39.9℃,通风量为60m3·s-1时下降至27.9℃,通风控制空气温度低于28℃规范限值;围岩级别Ⅱ级,60℃岩温无通风时掘进段空气温度为81.9℃,通风量为60m3·s-1时下降至46.9℃,但空气温度仍然较高,可采用在正常施工通风基础上增加洞内局部降温措施。     

虹梯关特长公路隧道施工通风节能技术

为研究长大隧道施工通风节能技术,以虹梯关特长公路隧道为工程依托,通过CFD商业软件FLUENT建立三维模型进行有限元分析。通过调研方式计算确定特长公路隧道中施工通风控制标准及需风量,制定特长公路隧道联合式通风方式并在风管长度、风机选型数量和风机位置等方面对通风方案进行优化。对比分析不同工况下的有无排风机的通风效果。研究结果表明:在特长公路隧道的施工通风中,独头式通风不能达到良好的效果,需要采用满足污风回流要求的联合式通风方式。该方式能够快速将隧道掌子面及附近区域的CO浓度稀释至规范要求,改善洞内通风条件,保证施工进度,节约大量人力和财力。     

隧道掌子面施工风管布设方式对稀释瓦斯效果影响研究

以成贵铁路白杨林隧道为研究对象,对瓦斯隧道施工压入式通风效果进行分析,利用CFD流体动力学软件,建立模型并进行数值模拟计算,得到不同风管出口距掌子面距离下,隧道内风速流场和瓦斯浓度的分布规律,并与现场测试数据进行对比,优化流场分布,减少瓦斯在掌子面附近积聚的现象。计算结果表明:一定风速条件下,风管末端距掌子面距离直接影响施工通风效果和掌子面瓦斯浓度分布。风管末端距离掌子面越大,稀释瓦斯效果越差,掌子面瓦斯积聚现象越严重。单侧风管通风情况下,掌子面瓦斯稳定浓度为0.07%,瓦斯浓度随风管末端距掌子面的增加而升高。根据白杨林隧道瓦斯溢出和施工通风情况,得出其风管末端距掌子面距离为13m可使瓦斯不形成聚集,保证施工安全。     

秦岭铁路隧道Ⅱ线出口平导独头掘进9km施工通风系统的研究与实现

介绍秦岭铁路隧道Ⅱ线平导出口段独头掘进 9km通风技术 ,对长距离软管通风系统的风量计算方法、管道漏风率、达西系数等关键技术参数进行了工程试验测试与分析。     

太行山隧道1号斜井及正洞独头压入式通风技术

以太行山特长隧道1号斜井及其正洞段工程为例,介绍采用无轨运输和内燃机械作业的长大隧道独头压入式通风技术。设计参考了国内其他隧道通风的实际情况,通过计算隧道施工通风的理论通风量,并根据现场实际情况,提出变更加大斜井断面尺寸和采用1.6 m的柔性风管,配用2台SDF(C)-No13隧道施工专用轴流通风机,最大配用电机功率分别为:低速22×2 kW,中速45×2 kW,高速132×2 kW,拥有6个档位的通风量,可以随隧道掘进长度的增加逐步加大通风量,以达到节能目的。     

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。     

两广隧道榕木斜井及正洞压入式与射流混合通风技术

以两广隧道榕木斜井及其正洞段工程为例,介绍无轨运输内燃机械作业的长大隧道压入式与射流混合通风技术。设计参考了其他隧道通风的实际情况,通过计算隧道施工通风的理论风量,并根据现场实际情况加大斜断面尺寸,采用两个1.5 m的柔性带钢筋肋的风管,配用4台SDF（B）-No18隧道施工专用轴流通风机,两断面同时施工。每边最大配用电机功率分别为：低速22×2 kW,中速45×2 kW,高速132×2 kW,拥有6个挡位的通风量,可随隧道掘进长度增设射流风机,逐步加大通风量,以达到节能目的。     

寒区隧道洞内温度场分布规律及防寒设计探讨

为探究寒区隧道冻害机理,以吉图珲高铁沿线10座隧道为依托,结合现场长期实测数据和数值模拟实验,提出寒区隧道洞内温度场分布规律及计算方法。研究结果表明：隧道洞内空气温度场可采用二次抛物线来拟合和计算,其主要控制参数包括隧道长度、隧道洞口基准温度、隧道洞口温度增长梯度和隧道洞内平均风速;隧道衬砌结构具有较好的短波滤波特性,能够很好地过滤掉衬砌表面日温度的波动变化;隧道衬砌背后温度与衬砌表面5日平均温度曲线基本一致,可据此确定隧道钢筋混凝土衬砌设置长度;无保温层情况下,隧道二衬壁面温度与初支-二衬接触面温度平均差值为2.2℃,当隧道内二衬壁面温度低于-2.2℃时,需设置保温层;有保温层情况下,隧道二衬壁面温度与初支-二衬接触面温度平均差值为10℃,当隧道内二衬壁面温度低于-10℃时,保温层的保温效果会将难于满足隧道防寒的要求,此时需与其他保温措施相结合。     

深埋地铁隧道通风设计计算

通过设置合理的边界条件和参数,运用隧道环境模拟计算程序,对广州地铁6号线的隧道通风设计进行计算,并针对隧道内温度和风量进行了分析。在合理配置隧道通风系统的情况下,深埋隧道内全线温度满足要求;活塞效应作用较大,且隧道区间换气量满足要求。     

高瓦斯隧道监控与施工通风设计

通过对云顶高瓦斯隧道监控与施工通风现场研究,详细介绍了云顶隧道瓦斯监控系统、通风方案、风量的计算及风机的选型,以提高隧道瓦斯的预测能力及通风效果,保证高瓦斯隧道快速安全施工,对类似瓦斯隧道施工具有借鉴作用.     

高原特长瓦斯隧道通风排烟设计探讨

高原特长瓦斯隧道通风排烟设计,主要是解决平导、斜井、正洞之间的通风系统关系,通过供风量的计算、优化通风方案、精选通风设备等措施,解决平导与斜井之间通风排烟循环问题,从而保证了掌子面附近的新鲜空气的供给量,形成了有序的通风排烟循环系统,提高了人员、机械设备的工作效率,加快了施工进度,确保了施工安全。     

地铁设备用房VAV变风量系统控制特性研究

为实现碳达峰及碳中和的重大目标,地铁空调系统的能源节约问题愈发凸显。由于地铁设备管理用房的负荷随设备启停变化较为明显,传统定风量空调系统无法改变系统送风量,存在冷量浪费的问题。采用变风量空调系统可实现不同房间、不同时刻的按需送风。搭建郑州某地铁车站小系统变风量空调系统模拟平台,并与地铁设备用房负荷模型集成,实现房间风量的按需供给;通过变风量系统模拟平台对该地铁设备用房变风量系统进行控制模拟运行,研究系统的风量控制特性;对末端VAVbox中阀门开度进行控制,实现在不同负荷需求下房间的按需送风。结果表明,该系统实际运行风量与需求风量基本吻合,偏差小于1%;并进一步比较了定风量系统和变风量系统的温控效果,其中采用定风量系统房间温度降低至34℃(低于设计温度36℃),而变风量系统能够精确控制房间温度为36℃,避免了冷量浪费。     

高海拔隧道施工通风风管漏风率研究

隧道施工通风的风管漏风量大小不仅与风管本身的长度、破损度等因素有关,还与外界的大气压、空气密度等外界环境相关。目前,风管漏风率的研究主要是在平原地区,对于高海拔隧道施工环境下通风风管的漏风率变化规律的研究还比较少。为了得到高海拔地区隧道施工通风风管的漏风率,利用风管开口处流量理论和能量守恒原理对高海拔地区风管漏风率修正系数进行推导,并通过现场实测数据进行验证。结果表明:得到风管漏风率的海拔高度修正系数计算公式;高海拔地区风管百米漏风率约为平原地区的1.5倍,且在高海拔地区风管漏风率随风管长度增加而增大较快;实测高海拔隧道风机风管百米漏风率约为3%,与理论计算结果较吻合。     

单向大纵坡公路隧道的通风系统设计研究

需风量的合理取值是降低通风系统规模和减少设备闲置的源头。针对昆明(福德立交)—宜良高速公路(昆石复线)万溪冲特长隧道预测交通流量大、单向大纵坡的特点,从设计小时交通量系数合理取值、通风系统与照明系统协同设计优化污染空气稀释标准取值两个方面,确定了合理的需风量,为降低通风系统规模和未来运营能耗打下基础。交通活塞风是一种无须能耗的通风动力,挖掘其潜力对于节约能耗意义重大,通过对万溪冲隧道交通风分析,可以提供约40%的需风量要求。最后,5种通风方案进行了综合比选,考虑建安费、20年等效能耗及工期等综合因素,推荐采用双斜井分段通风模式。     

竖井在苏州火车站地下空间环形车道中的应用

从需风量的大小和排烟的有效性两方面论证苏州火车站地下空间环形车道的通风系统采用竖井的必要性。该环形车道采用竖井与射流风机组合通风方式,通过对正常通风工况和火灾工况下需风量的计算,并考虑到排烟的有效性,确定将竖井设在车道的西北和东南两个对角处,有效面积分别为10.2 m2和11.7 m2。     

基于静压变化的隧道风管漏风计算方法

目前施工通风计算中，往往将风管百米漏风率取为1个固定值进行计算，而工程实际中漏风率会随着风管内外的静压差变化而变化，为此，通过试验测试和理论分析相结合，提出1种充分考虑静压差和风量沿程变化影响的漏风率计算方法。首先，基于漏风率测试试验结果，拟合漏风率和风管内静压的关系式；然后，将风管分段处理，从出口段开始对风量、静压、漏风率等参数进行迭代计算；最后，求出整段长风管的漏风率。基于该方法进行通风距离、风管直径和海拔高度对漏风率的影响分析，结果表明：风管百米漏风率与管内静压呈正相关；在风管距离较长时，分段迭代的漏风计算方法更为合理；通风距离增长，风机须提供的静压升高，平均百米漏风率随之增大；风管直径增大，风管内的通风阻力减小，风机须提供的静压降低，平均百米漏风率随之减小；海拔越高，需风量越大，风机须提供的静压升高，平均百米漏风率随之增大。     

京沈高速铁路辽西隧道洞口段温度场测试与分析

辽西隧道为典型高纬度寒区长大单坡铁路隧道.采用气象站和微型温度传感器,分别对辽西隧道洞口气象条件和洞内温度进行现场测试与分析.结果表明:测试期间隧道进口与出口温差较小,1月上旬出现最低温度,此时应加强对隧道冻害的预防和检查;进口段无负温,受洞口气象条件影响较小,出口段温度受洞口气象条件影响较大,负温段超过2.5 km;...     

奎先隧道洞口帘幕通风效果的卫生学评价

奎先隧道全长6152米,系我国南疆线穿越天山的越岭隧道。在低洞口端有82.1米位于缓和曲线上,其余均为直线。洞身为人字坡,从低洞口起依次为3630米13.5‰和600米7‰上坡、200米平坡、1700米2‰和22米6‰下坡。坡顶标高2984.9米,两洞口高差49.7米。隧道内铺设整体道床。在低洞口端设有自动帘幕与信号控制装置、风道分设在低洞口端两侧,每侧配备两台50A)4-11NO22型轴流风机并联作业,叶片角35°,电机功率每台155kW,设计风量170m~3/s。右侧风机用于吹风,左侧为吸风。通风方式采用洞口帘幕式双向通风15分钟,使洞内NO_xCO等有害气体降至容许浓度。试验期间