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。     

浅埋地铁区间隧道阻塞工况模拟研究

结合浅埋地铁区间隧道的特点,论述了浅埋隧道顶部开孔的自然通风方案。随后选取单洞单线隧道,采用Fluent数值模拟的方法,研究了阻塞工况下采用不同开孔尺寸时隧道内的速度及温度分布。结果表明针对浅埋地铁区间隧道,满足火灾工况下的自然通风口均可满足阻塞工况下隧道内的温度需求,通风效果良好。     

奎先运营隧道射流通风效果的卫生学评价

目的 摸清当前车流密度下不同运营状态，自然及机械通风排烟效果，同时探索不同给风时间对排烟效果的影响。项目 在奎先隧道内进行空气中C0、N0x、C02，02的测定。结果 射流式通风的排烟效果明显优于自然通风，试验提前通风与列车上行出洞后实施机械通风较为合适。结论 奎先运营隧道射流通风效果基本达到通风设计要求。     

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。     

压入式通风施工隧道内空气流动方向和速度研究

对压入式机械通风夏季施工隧道内空气流动方向和速度进行了调查。结果显示：隧道内空气流动呈非单一方向，隧道顶部风速最大，离地面２ｍ～３ｍ处风速最小，并且在距洞口３００ｍ处存在气流交叉现象，其原因可能是隧道内热负压自然通风和洞外气温较高两者共同作用所产生。     

送风井位于隧道中部的半横向分区段通风特性研究

为了确定一种送风井位于隧道中部,隧道内需风量存在分区段变化的半横向通风方式计算方法,以厦门海沧疏港通道-芦澳路城市地下互通隧道工程为依托,采用理论分析和数值模拟研究方法对风道内的压力分布进行研究,并对比送风井位置对风机压力的影响。研究通过在风道末端与风道内任意断面建立一元伯努利方程推导风道末端风速为0和风速不为0 2种情况下风道内的压力分布求解公式,数值计算结果验证了公式的正确性。根据研究结果,送风井位于隧道中部时,两侧风道始端全压可以视为相等,送风机提供满足通风压力较大一侧所需全压即可实现整个隧道的有效通风,该通风方式在增大通风长度适应性以及减小风机功率,以及提高经济性方面具有显著的优势。     

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.     

特长公路隧道火灾烟囱效应计算方法研究

以特长公路隧道为背景,考虑隧道两洞口环境条件不同的特点,对特长隧道由于单向长大纵坡及竖井产生的、导致火灾烟雾扩散的"烟囱效应"进行研究。在考虑围岩热影响的情况下,结合网络图论,网络通风理论,建立隧道自然风压的计算模型。依据自然风压的结果,结合火灾工况的场模拟方法,提出分析特长隧道烟囱效应的计算方法。     

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。     

浅埋饱和土任意形状隧道动力响应研究

研究目的:我国东部沿海地区的隧道围岩富含水分,地震波的破坏作用将对隧道的安全施工及运营构成极大威胁。目前隧道的横断面形状设计复杂多变,分析研究饱和土介质中任意形状隧道的波动响应,对于这些地区隧道结构的安全抗震设计及施工起着重要指导价值。本文通过解析求解方法,基于Biot饱和多孔介质动力学理论,利用共形映射和波函数展开方法,首先建立浅埋任意形状隧道的平面波散射解析解,在通过验证表明模型及计算过程正确有效后,以某一公路两车道隧道为模型,研究入射波数、围岩介质孔隙率、泊松比等参数对隧道动力响应的影响规律。研究结论:(1)入射波数对隧道的动应力集中有显著影响,低波数下隧道的动应力响应显著大于高波数情况,且相比之下,高波数下的动应力响应分布形态更为复杂;(2)围岩介质的孔隙率对隧道孔压动力响应影响不大,不同孔隙率下隧道的孔压动力响应分布规律基本保持一致,但在较高孔隙率的情况下,边墙处的孔压动力集中系数较大,因此设计和施工过程中应当考虑边墙处围岩的加固处理;(3)泊松比对隧道孔压动力响应的影响较为显著,泊松比增加不仅影响隧道孔压响应分布规律,还影响响应的幅值大小,可能导致拱顶、拱底、拱肩、拱脚等部...     

地下工程通风风能主动利用的可行性分析

研究目的:地下工程,尤其是隧道,通风用电是其主要能耗。为了实现地下工程通风的风能主动利用,对其关健问题——功率级匹配、机械连接方式以及转速进行可行性分析。研究结论:(1)通过对风力机和地下工程用通风机的功率级别比较,得到利用风力机替代电能驱动地下工程通风机,可实现地下工程通风的风能主动利用;(2)分析得到垂直升力型风力机从结构上更适合与地下工程轴流通风机连接;(3)提出了通风机和风力机的转速和功率匹配方法,并通过实例进行了验证。     

青云山隧道一号斜井正洞施工通风技术

研究目的:通风技术是隧道施工的重点之一,它直接影响到隧道的施工进度及施工成本.近年来,随着我国高速铁路及客运专线建设的快速发展,我国的铁路隧道越修越多,越修越长,通风技术成为了隧道工程技术人员在施工中必须处理的难题.本文以青云山隧道一号斜井正洞施工通风技术为例,详细阐述了该隧道施工中采用的压入式通风技术.研究结论:随着我国隧道通风设备的发展,高风压、大风量通风机和高强度、大直径柔性风管的出现,特长隧道采用压入式通风技术已经成为可能;该种通风方式简单、方便、快捷,通过合理使用,能够用较少的投入,确保良好的施工环境,保证施工进度,降低施工成本.     

公路隧道节能减排对策

研究目的:公路隧道作为能源消耗大户,其节能减排得到我国交通运输主管部门的高度重视。调查研究表明,我国公路隧道节能减排工作取得一定成效的同时,还存在不少深层次问题。在分析影响公路隧道节能减排因素的基础上,从系统工程角度提出公路隧道节能减排对策,以期为我国公路隧道节能减排工作深入发展提供参考。研究结论:当前我国公路隧道节能减排存在问题主要包括经济和社会效益的平衡、节能技术产品推广应用、规范节能统计指标体系、节能减排专项资金投入、相关政策和法规的支持等方面。影响公路隧道节能减排的主要因素有土建结构、机电设施、交通特点、经济能力和自然条件等。公路隧道节能减排对策是结构节能、技术节能和管理节能。     

半隧半路特殊隧道施工力学行为分析研究

研究目的:连拱隧道跨度大,在洞口边坡偏斜地段,为了避免高挖深填,保护自然环境,在埋深较大的一侧采用暗挖结构,埋深较浅的一侧修筑路基,中间是可以抵挡边坡推力同时兼作隧道边墙的耳墙,仍与中墙连成整体,即半隧半路的结构形式。半隧半路特殊隧道形式新颖,施工难度大,受力复杂,采用数值分析和现场测试开展了半隧半路特殊隧道施工力学行为研究。研究结论:暗洞开挖后,耳墙基础底部右侧围岩出现较大拉应力,形成弧形滑移带,实际施工中对耳墙基础底部采用锚杆+注浆进行加固。耳墙外侧在高8.5 m处出现较大拉应力,但小于混凝土抗拉设计值,经实测,耳墙水平位移值很小,表明耳墙的强度和稳定性都处于安全范围。暗洞的支护结构受力较小,施工完成后二衬应力变化较小,表明施工前对左侧边坡的加固处理作用明显,从而验证了半隧半路特殊隧道设计、施工的合理性,为以后类似工程提供借鉴。     

既有公路下软基浅埋隧道综合修建技术的研究

研究目的：岑梧高速公路牛岭界隧道岑溪端洞口段存在多种复杂的不利因素（小型滑坡、浅埋、下卧软基、繁忙国道从上方通过），通过总结此段设计与施工方案，为今后类似工程提供参考和借鉴。 研究方法：采用工程类比和结构分析的方法进行研究和分析。 研究结果：通过分析和类比，确定采用超前双侧壁小导坑及钢管灌注桩来改善隧道基底承载能力的方案。 研究结论：双下侧导坑施工方案适用于浅埋特大跨、地表下沉量要求严格、围岩条件极差的隧道，且更着重于基础的处理。双下侧导坑断面小，易于操作和控制变形，采用全断面封闭支护，大大改善了导坑的受力状况。同时导坑的超前施工先行，可超前探明地质情况，提前处理基础，为整个隧道支护提供足够地基承载力；基础钢管桩能够提高桩问土的承载力，改善隧道仰拱基础，形成大仰拱基础，且能抵御隧道整体下沉。     

高速列车受电弓低速风洞试验技术

研究目的:为了研究高速列车受电弓头动态接触压力特性和整弓气动阻力,在中国航天空气动力技术研究院FD-09低速风洞进行试验。试验的目的是为受电弓架结构优化设计和实际使用提供科学依据。研究方法:试验方法是相对气流方向,受电弓位置分顺弓(闭口)和逆弓(开口),弓头高度分别有900 mm、1 300 mm和2 300 mm。试验风速范围从100 km/h到280 km/h,间隔为20 km/h。研究结果:试验结果表明,两种弓架气动阻力存在很大差异,因此,弓的气动力特性改进还有很大潜力。     

锯齿形雨棚屋面风荷载体型系数取值探讨

研究目的:开敞式锯齿形雨棚屋面风荷载体型系数的取值目前没有可供设计使用的规范条文,现阶段一般是进行风洞试验,由风洞试验结果得到相关的体型系数。本文结合苏州站、南京南站无站台柱雨棚风洞试验,研究开敞式锯齿形雨棚屋面风荷载体型系数的分布规律,并与封闭式锯齿形屋面进行对比,为锯齿形屋面结构计算提供科学依据。研究结论:(1)开敞式锯齿形雨棚屋面,其风压体型系数均不大,大部分在0.3左右或小于0.3;(2)风吸体型系数除极小范围的边缘区域达到-1.6外,大部分在-0.3～-0.6之间,与《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)封闭式锯齿形屋面较为接近。     

铁路站台雨棚风洞试验取值规律的探讨

研究目的:铁路无站台柱雨棚为四周开敞建筑,通常采用钢结构形式,为风敏感结构,本文通过对14个无站台柱雨棚风洞试验的结果进行分析,归纳总结其共性特征,并与现行《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2001)进行对比分析,得出无站台柱雨棚风荷载体型系数的一些分布规律,为结构计算提供参考。研究结论:(1)铁路无站台柱雨棚风压系数介于0.1～0.9之间,风吸系数介于-0.3～-2.0之间;(2)试验得出的风压体型系数一般小于《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2001)类似参考值,而风吸体型系数两者较为接近;(3)檐口、洞口处的风荷载具有放大效应。     

福州地铁4号线车站单端风亭方案探讨

福州地铁4号线省立医院和远洋路站因拆迁原因,无法设置常规的双风亭车站。为此提出单端设置风亭的方案。经过SES模拟计算单端风亭车站正常工况下区间隧道温度及通风量,阻塞工况下单端风亭区间温度,火灾工况下单端风亭区间排烟、烟气过站、活塞风压对站台门影响,单端长距离送排风均匀性等问题,通过有效的技术手段,在车站前后站间距不足1 km,不存在列车追踪的情况下,全高站台门系统单端风亭车站通风空调方案能满足要求。