特长隧洞施工高强度运输尾气排放通风仿真分析

以锦屏二级水电站特长引水隧洞工程施工为背景,对高强度运输尾气污染的洞身段施工通风技术进行研究。运用隧道工程与通风理论以及仿真技术,分析了高尾气污染特长隧洞洞身段施工通风方案及参数,建立了4#引水隧洞洞身段物理模型并提出了仿真分析边界条件。仿真分析结果表明,按照研究出的4#引水隧洞射流高强度排污风方案布设风机,射流风机最大风速为3.54 m/s,洞内最小风速为0.325 m/s,距离风机50 m左右风速达到平衡,风速在0.4～0.8 m/s之间,可以保证安全施工。     

地铁出入段线防排烟系统 设计方案优化研究

对于地铁出入段线防排烟系统设计方案,常采用在靠近洞口处设置射流风机辅助排烟的方式,这种方案 中射流风机的配电成本远高于射流风机本身成本。采用 FDS 数值模拟方法,研究郑州地铁 10 号线出入段线隧道 5 种防排烟系统设计方案的隧道风速和排烟效果,并对各方案进行经济性分析。研究结果表明：作为非载客区间 的出入段线,其排烟风速低于 2 m/s 时仍可满足有组织排烟的要求;取消洞口处射流风机,仅采用出入段线所接 车站的 4 台 60 m3 /s 事故风机,仍可较好地控制该出入段线隧道火灾烟气,防止火灾烟气威胁车站的运营安全, 不影响地铁列车司机的安全撤离;条件允许时可以在出入段线靠近车站侧设置一组射流风机,用于加强排烟效果、 提高运营安全水平;同时,火源靠近车站时,靠近出入段线侧两台事故风机比其余事故风机晚启动 30 s,可以有 效改善车站隧道内烟气滞留的问题。     

大秦铁路花果山隧道通风降尘设计试验研究

大秦铁路隧道内煤尘污染严重,本文以花果山隧道为试验对象开展通风降尘研究,采用打通导洞和隧道间封闭墙,在导洞内安装变频射流风机进行抽风降尘的方案,监测了风机运行前后粉尘浓度变化规律。研究结果表明,设计方案可降低隧道内粉尘浓度,隧道进口450 m处粉尘浓度平均值降低40.8%,出口500 m处降低26.5%。设计方案对其他运煤铁路隧道通风降尘有参考价值。     

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。     

超大断面低瓦斯隧道独头施工通风流场研究

为揭示超大断面低瓦斯隧道独头施工通风的流场特征及瓦斯分布及运移规律，依托新建成自高铁长征隧道，选择压入式通风方式，采用有限体积法对隧道内各平面进行流场分析，并结合现场监测数据验证数值模拟所得出规律。结果表明：(1)通风时间10 min后，隧道内流场基本稳定，从掌子面由内到外风速减小，隧道内不同位置风速均大于0.25 m/s,满足隧道施工通风要求；(2)风流稳定后，在风管出风射流区域两侧会产生涡流区，瓦斯容易在涡流区循环流动难以排出，需对该区域进行重点监测；(3)施工通风初期，掌子面瓦斯浓度显著增大，随后风管出口正对位置瓦斯浓度很快减小，最终在远离风管一侧的墙脚容易发生瓦斯聚集，此处是施工通风重点局部加强和监测位置。     

铁路主隧道与斜井风流耦合作用下的火灾模型试验研究

为研究铁路隧道中主隧道与斜井风流在火灾模式下的相互影响,分别对不同主隧道风速、斜井风速以及火灾规模等组合情景下的铁路隧道火灾进行燃烧模型试验。研究结果表明:火灾规模越大,隧道拱顶处最高温度越高,与火灾规模15 MW相比,火灾规模20 MW的最高温度升高130℃;与主隧道内通风2.5 m/s相比,不通风时拱顶最高温度升高140℃,且后者主隧道内火灾烟气更易侵入斜井;斜井向主隧道送风风速越大,含斜井主隧道段内的拱顶温度越低;与不送风相比,斜井送风风速为3 m/s时火源拱顶最高温度约降低80℃,不含斜井主隧道段内拱顶温度变化不明显;斜井送风风速越大,烟气进入斜井内的长度越短,与不送风相比,斜井内送风风速为1 m/s时斜井内烟气长度减少74 m;保证主隧道火灾烟气不侵入斜井的临界风速为2 m/s。     

铁路隧道防灾通风射流风机安装位置对通风效果的影响

采用网络通风算法,确定铁路隧道紧急出口及隧道口救援站内防灾通风工况下的射流风机型号及数量;采用三维数值方法,研究紧急出口辅助坑道内及隧道口救援站平行导洞内射流风机安装位置对防灾通风效果的影响,提出射流风机安装位置与防护门及隧道口救援站最外侧联络通道之间的距离建议值.结果表明:对于单车道辅助坑道紧急出口,射流风机安装位置...     

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。     

香山特长隧道运营通风及防灾救援方案设计研究

香山隧道是拟建中包兰线银川至兰州段扩能工程上最长的隧道,为双洞单线隧道,设计时速200 km,隧道总长23.92km。结合国内外特长隧道的调研资料和香山隧道的实际情况,提出了适合本隧道运营通风和防灾通风的设计原则;结合运营通风和防灾通风量的计算结果,在每单线隧道内设计6组SDS-12.5T-4P-37型(φ1 250 mm)可逆式射流风机,每组风机在同一断面布置6台,间距120 m;防灾救援设计主要考虑定点救援和随机停车救援两种救援方式。     

海底隧道三洞并行施工通风方案优化研究

研究目的:针对钻爆法施工有害气体扩散规律的研究,目前对单洞独头掘进研究较多,对“三洞并行”施工通风研究较少。为探究海底隧道三洞并行施工较优的通风方案并优化风机布置,以青岛胶州湾第二海底隧道工程为依托,重点对海域钻爆段“三洞并行”施工污染物运移规律进行研究。通过建立“双孔大断面正洞+小断面服务隧道”的“三洞并行”三维模型,使用FLUENT软件三维紊态RNG k-ε模型和组分输运模型模拟隧道爆破后CO浓度分布,分析三种通风方案下CO浓度场变化规律,在此基础上对横通道射流风机布置进行优化。研究结论:(1)三洞并行工况下,利用中间服务隧道可以有效排出多个工作面钻爆施工产生的污染物,但在横通道区域会有污染物滞留现象;(2)在服务隧道内加入射流风机后,全程无明显CO滞留现象,并且可以明显降低浓度峰值,加快CO排出浓度速率;(3)距离横通道中心10 m处为横通道射流风机最佳放置位置;(4)本研究成果可为相关海底隧道施工通风的设计与施工提供参考和借鉴。     

京张高铁八达岭隧道及地下站活塞风效应研究

为分析高铁隧道及地下车站活塞风效应,采用经三维CFD数值模拟验证后的一维数值模拟计算方法,建立京张高铁八达岭隧道及半高安全门地下车站通风网络模型,计算不同工况下进出站人行通道风速,并评估通道内人员安全性。结果表明:一维数值模拟方法能准确预测咽喉区气流分布及通道风速;列车正常运营产生的活塞风直接影响站内气流,进出站人行通道内风速最高可达8.3 m/s;风速最大负值出现在两个区间分别有列车往隧道外以最大速度行驶时,风速最大正值出现在两个区间分别有列车以最大速度进站并在车站附近会车时;单车越行和两车会车时,通道内最高风速分别可达4.6 m/s和7.6 m/s;通过人员安全性分析,得到本模拟计算的通道内最大风速8.3 m/s在安全范围内,只是部分人员感觉不舒适。研究结果可用于高铁地下站通风系统的安全和舒适设计。     

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。     

火灾工况下地铁开式通风系统侧置喷嘴的结构优化研究

主要针对火灾工况下地铁开式通风系统侧置喷嘴送风的两种不同结构形式进行研究。采用Fluent数值模拟方法,使用标准k-模型,对建立的隧道火灾工况模型进行数值计算,得出了两种喷嘴结构形式对火灾工况下隧道通风的影响。结果表明,两种侧置喷嘴结构形式均大于临界风速2.1m/s,可以满足火灾工况下的隧道通风要求,但是方案二风机所需风压偏大,经济性较差,本文推荐采用方案一的喷嘴结构形式。     

通风节能技术之分离式公路隧道巷道式通风技术研究

通过研究隧道通风参数的各种计算方法,找出节能规律,并提出针对性技术措施。以平天高速公路关山隧道出口段独头掘进4 570 m、郑西高速公路伏牛山隧道单斜井双正洞独头掘进3 531 m及双斜井双正洞独头掘进2 823 m为例,选用巷道式通风以节约能耗,并从参数计算、风机选择、通风布置、经济性分析等方面,全面叙述了分离式公路隧道三种不同巷道式通风的具体工艺措施,对类似工程具有一定的参考价值。     

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。     

隧道内机械化清筛作业通风除尘方案设计

应用大型养路机械对铁路隧道内有砟道床清筛作业时,粉尘大,发动机废气浓度高,能见度低,严重影响作业质量与效率,危害作业人员的健康及安全。本文针对以上问题,对一隧道进行通风除尘方案设计,采用湿式除尘方案,对除尘风机的安装位置和风量进行了理论计算分析,并建立了隧道通风仿真计算模型,确定了隧道通风风机的较优位置。     

夹活岩隧道通风方案计算分析

针对特长公路隧道建设制约因素之一的隧道营运通风问题,以沪蓉国道主干线上夹活岩隧道(5 228 m)的通风方案为对象,开展全射流风机通风模式、竖井送排式纵向通风模式等的研究和计算分析,并指导该隧道通风的总体设计、初步设计、技术设计及其相关的通风设计。     

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。     

莞惠城际铁路隧道通风系统性能研究

针对莞惠城际铁路松山湖隧道的通风初步设计方案,建立隧道通风系统的网络模型,并对该隧道通风系统进行一维数值模拟计算分析。研究了取消车站轨道排热系统的可行性,得出取消车站轨道排热系统前后隧道内热环境都能满足设计要求,轨道排热系统的取消不但可以缩短工程周期,还能节省初投资和风机运行能耗;针对正常运行时部分活塞风井内风速超过工程限制,从而影响系统安全的情况,提出采用在活塞风道内增加局部阻力的措施,可使最高风速降到工程允许的范围内,系统的安全性提高。     

铁路隧道内列车发生火灾时通风临界时间的确定

采用数值模拟方法获得隧道纵向通风排烟模式下的可用安全疏散时间,并与采用Togawa经验公式计算的所需安全疏散时间进行对比,以此判断人员疏散安全性,分析确定通风临界时间。结果表明:隧道纵向通风排烟下,通风开始时间对人员疏散安全性影响显著。通风开始时间早于180s人员疏散不安全;当火源功率不大于15MW时,通风开始时间不早于180s即可保证人员安全疏散,而火源功率大于15MW时,通风开始时间不早于180s且不晚于240s才能保证人员安全疏散;当纵向通风风速大于3m·s~(-1)时,通风开始时间不早于180s即可保证人员安全疏散,而纵向通风风速不大于3m·s~(-1)时,通风开始时间不早于180s且不晚于300s才能保证人员安全疏散。综合得出铁路隧道内列车发生火灾时通风临界时间为180s。