多匝道城市公路隧道通风孔布置研究

针对某多匝道城市公路隧道,利用SES通风模拟软件研究通风孔布置、通风孔个数等因素对隧道内污染物体积分数分布、通风孔排污效率等通风效果的影响。结果表明:1)隧道采用顶部开孔自然通风方式,可以有效减少隧道内及出口处污染物体积分数;2)在匝道分岔点上方集中布置通风孔能达到较好的通风效果,开孔个数较少可减少土建投资;3)隧道段过长污染物体积分数不能满足标准时,应在隧道段后部增设开孔。     

多点排放式纵向通风城市隧道排污量计算

准确预测各个排风口的排污量,对分析隧道废气排放的环境影响和评价通风排污设计的合理性至关重要。利用大气扩散方程推导出多点排放式纵向通风隧道废气浓度和排污量的计算公式,并以某城市隧道为例计算分析了废气在隧道内的分布规律以及各排污口的废气排放特征。     

自然通风在城市道路隧道中的应用研究

为解决城市道路隧道的污染物排放问题,以昆明东外环中路隧道为例,介绍了自然通风在城市道路隧道通风系统中的应用。采用SES4.1模拟软件对有自然通风口时隧道运营通风进行了计算,并采用CFD模拟软件对洞口污染物扩散范围进行了研究。结果表明,在隧道顶部设自然通风口,采用分散排污方式,可减少隧道洞口污染物排放总量,降低洞口污染物扩散范围和通风系统运行费用。该应用成功解决了隧道洞口污染物集中排放对周边环境的影响,为今后类似工程的设计提供了新的思路。     

秦岭特长公路隧道群通风设计

高等级公路上的特长隧道,由于车辆密度大。在隧道运行时排出废气多,影响隧道中空气质量。如不采用良好的通风设备,以新鲜空气置换隧道内的污染空气,将会影响司乘人员健康,同时汽车行驶在隧道内会散发出烟雾,掀起粉尘。降低隧道内能见度,不利于行车安全。尤其是在隧道内因交通事故而塞车时,甚至发生火灾的特殊情况下,通风就显得越发重要。而特长公路隧道通风方式的确定是通风设计中的关键,它依赖于诸如交通量、气流速度、废气标准等复杂因素。GZ40秦岭特长公路隧道群单洞长34079m,本文结合秦岭特长公路隧道群的工程实际情况,对运营通风进行了技术设计,并对特长公路隧道通风设计提出了新的看法和认识。     

城市公路隧道二氧化氮浓度控制及通风方案研究

在含有二氧化氮（NO2）的环境中,过高的二氧化氮浓度对人体的危害很大,但在公路隧道设计规范中,却没有对二氧化氮浓度排放标准进行规定。为了保证城市公路隧道行驶机动车内人的健康、卫生和隧道的营运安全,以某隧道（620m）工程为例,结合隧道智能监控系统数据分析,提出在城市公路隧道内二氧化氮浓度的排放限值,以及相应的通风方案,为城市公路隧道监控系统软件设计提供参考。     

基于公路隧道的汽车CO基准排放量试验研究

建立基于CVS采样和碳平衡法的汽油车CO排放量计算模型;通过室内台架试验和道路试验,研究汽油车CO的速度特性;通过发动机台架模拟隧道污染环境试验,研究发动机进气受到污染后对发动机动力性、比油耗和污染物排放量的影响,为研究确定汽车污染物基准排放量进行有益的探讨。研究成果不仅对公路隧道通风方案设计时汽车污染物基准排放量的确定具有重要的指导意义,同时在进行汽车排放对城市污染和公路沿线环境污染评价时可作为计算汽车污染物排放源强的依据。     

城市地下道路污染物排放控制标准研究

城市地下道路中由机动车排放的污染气体,无论是通过高风塔排放,还是经由道路隧道排放口通风排出,都会对周边环境空气质量造成负面影响。随着国内相关规范的出台和人们对大气环境关注度日益提升,对城市地下道路中的空气污染物进行净化处理已经成了大势所趋。现着重论述道路隧道排放口污染物排放标准提出的意义、制定方法和指标,以及其对地下道路空气净化技术的指导作用等方面内容,以供同行探讨。     

整条公路隧道通风与净化的三维数值模拟

现有的理论分析方法难以分析风速、污染物分布不均对隧道空气净化的影响,难以发现净化通风系统可能出现的问题。为准确地预测带有净化站的整条公路隧道内污染物的分布情况,建立考虑射流风机、车辆运动及净化站等因素的相互耦合作用的数值模型,对不同通风、净化和交通情况下隧道内的空气流动和污染物分布进行预测,并对模型进行验证。利用该模型对一采用旁通型净化站的实际公路隧道内的空气流动和污染物分布进行数值模拟。结果表明： 1）隧道内空气流动不是一维的,在旁通净化站处的主隧道中存在空气回流现象; 2）净化站的存在导致了局部通风量的下降,使净化段的主隧道污染物质量浓度突然升高,达到整条隧道的最大值; 3）在设计此类净化通风系统时,应该校核“与旁通风道平行的局部主隧道段末尾处”的污染物水平不高于相应的限值标准。     

基于交通风条件多点进出城市地下道路CO污染物浓度分布特性预测模型

多点进出城市地下道路结构形式复杂且位于城市人员密集区，机动车在行驶过程中排放的污染物(CO、NO_<i>x等)不仅将对隧道内驾驶人员的健康产生影响，同时还会给隧道洞口附近民众的居住环境及健康带来影响。为此，以机动车流排放污染物CO浓度分布规律为重点研究对象，依据质量守恒定律、并联风路理论，并结合上海和长沙4条隧道现场实测以及1∶8缩尺模型试验研究方法，开展了关于多点进出城市地下道路交通风以及机动车流排放污染物扩散特性的研究；基于研究结果，提出了交通风条件下多点进出城市地下道路机动车流排放污染物CO浓度分布特性预测模型构建方法，包括交通风速V_r、对流传质系数h_m和扩散特征系数K等关键参数的确定方法；长沙市营盘路湘江隧道实测结果验证了该模型的有效性，交通风以及污染物浓度预测模型计算值与实测值的误差评估值I_A分别为0.992和0.916。当已知隧道结构特征和交通特征时，利用该计算模型即可预测评估多点进出城市地下道路内沿机动车行驶方向各断面的平均交通风速、机动车流排放污染物CO平均浓度；同时可定量评价各分(合)流匝道对主隧道CO浓度分布特性的影响规律。研究结果可为多点进出城市地下道路科学选址及其通风系统优化设计与节能运行提供参考依据。     

自然开口及射流风机位置对公路隧道CO浓度分布的影响

为了优化公路隧道自然开口及射流风机的位置,实现降低隧道建设成本、节约能源和减少环境影响的目的,以开设自然开口的公路隧道分段式纵向通风方式为研究对象,通过建立公路隧道的通风数学模型,研究自然开口和射流风机的布置位置对隧道CO浓度分布的影响.研究表明:设置自然开口后,隧道内污染物浓度分布情况并非一定优于不布置自然开口;在多自然开口通风方案中,将距离隧道出口较近的自然开口作为排风自然开口可提高分污效果;将自然开口集中布置在隧道后部,同时将较多的射流风机布置在自然开口群后端,可增大隧道出口的实际通风量并降低隧道出口污染物浓度.     

城市隧道内污染物控制标准和通风设计研究

城市隧道由于在地理位置、服务功能、交通特性、空气环保等方面与公路隧道不尽相同,隧道内污染物浓度控制指标与公路隧道也有区别,两目前我国还没有针对城市隧道污染物浓度控制标准的相关规范.基于此,依据隧道内污染物浓度控制标准的确定原则并参考国内外最新成果,提出城市隧道污染物控制种类及浓度标准,为通风系统的合理设置提供理论基础,保证隧道运营的环保性和经济性.     

城市地下快速道路空气净化技术的发展战略研究

城市地下道路中由机动车排放的污染气体,无论是通过高风塔排放,还是经由隧道洞口通风排出,都会对周边环境空气质量造成负面影响。随着国内相关规范的出台和国民对大气环境关注度日益提升,对城市地下道路中的空气污染物进行净化处理已经成为了大势所趋。在综述国外隧道污染空气净化技术发展历史和应用现状的基础上,分析了我国新建地下快速道路引进空气净化技术的发展战略。     

带出口匝道城市隧道通风特性比尺模型试验

通风特性是影响城市隧道内外环境的关键，为深入研究带出口匝道城市隧道风量及风量分配的变化规律，获得隧道总风量及分流比的高效控制策略，基于相似理论，设计并搭建总长为38 m的1/20带匝道隧道通风比尺模型，研制可实现8台模型风机联动的变频控制系统、16个断面的速度及压力数据的实时测量与自动采集系统（该系统在风速u ≥ 2.5 m·s^-1时，比尺模型同步满足阻力、惯性力和压力相似准则），进行各通风段射流升压力变化对隧道内风量及风量分配的影响试验。结果表明：隧道主线通风段与匝道通风段风量存在联动耦合效应，当调节某通风段射流升压力时，该通风段及与之串联的通风段风量均随着射流升压力的增大而增大，与之并联的通风段，风量随射流升压力的增大而减小；总风量和分流比分别是影响城市隧道内、外环境的关键因素，调节分流前主线段射流升压力不改变分流比，但对控制隧道总风量变化最为高效，单位射流升压力作用下的总风量变化幅度达1.43%·（N·m^-2）^-1；调节分流后主线段或匝道段射流升压力对隧道总风量的影响有限，但能有效控制分流比，单位射流升压力作用下的分流比增幅分别为（-4.43，4.16）%·（N·m^-2）^-1；利用分流前主线段的射流风机控制隧道内环境，利用分流后主线段或匝道段的射流风机控制隧道外环境，是最为高效的通风控制方法。     

特长公路隧道纵向一半横向混合通风方式研究

介绍了一种纵向—半横向混合通风方式,双洞单向、单洞双向交通时中间半横向通风段的长度分别可达到6.0、10.0 km。利用一元流伯努利方程,以典型通风单元为研究对象,详细地推导了这种通风方式的所有计算方程。通过具体数值算例,研究了这种混合通风方式在单向交通和双向交通时的风压、风速分布,论证了纵向—半横向混合通风方式在特长公路隧道通风中应用的可行性。为解决特长公路隧道纵向通风分段太长和中间竖井过深的困难,实现公路隧道通风方案选择的计算机程序化提供了很好的帮助。     

缓冲段长度的设置对半敞开式城市隧道自然通风的影响

对于采用自然通风的半敞开式城市隧道,缓冲段长度(隧道进口与第一个通风口之间的距离)的设置作为隧道通风口布置的重要组成部分对隧道自然通风效果有较大的影响。采用ANSYS中的FLUENT版块,以长度为1 000 m的隧道作为研究对象进行二维模拟计算,在通风段通风总面积不变的情况下,通过改变行车速度的快慢、缓冲段长度的大小、通风口间距的大小等影响因素,进行了多次对比计算,研究分析了不同情况下隧道的静压、动压、风速、CO浓度的变化情况。结果表明,在通风段通风总面积不变的情况下,隧道内缓冲段长度与隧道长度的比值为0.1时,隧道内自然通风效果最优。     

开孔板连接式组合索塔锚固结构参数敏感性分析

为研究开孔板连接式组合索塔锚固结构竖向剪力分布与影响因素,以石首长江公路大桥(主桥为主跨820 m的双塔单侧混合梁斜拉桥,钢锚梁-钢牛腿组合索塔锚固结构采用开孔板式连接件)为背景,基于连续弹性介质层法,取钢锚梁、钢牛腿和钢壁板作为脱离体单独分析,得到竖向剪力计算公式,对开孔直径、同高度开孔数量、竖向开孔间距和钢壁板厚度等参数进行敏感性研究。结果表明:开孔板连接式组合索塔锚固结构竖向剪力随节段高度的降低而增大;最大竖向剪力对同高度开孔数量和竖向开孔间距的变化较为敏感;适当减小开孔直径、竖向开孔间距和钢壁板厚度,或增大同高度开孔数量、塔壁厚度和混凝土弹性模量,可不同程度地降低开孔板连接件的最大竖向剪力。     

公路隧道通风CO、烟雾基准排放量折减率研究

针对公路隧道通风设计环节需风量计算是整个设计的基本依据,而计算中CO及烟雾基准排放量折减率的取值对远期需风量影响很大这一特点,列举分析机动车排放污染物组成、欧盟汽车排放标准限制值以及PIARC对机动车的排放规定,得出我国汽车排放标准沿袭欧盟法规的进度和实施现行排放标准的4个阶段时间划分。通过对CO、烟雾年折减系数取值以及CO、烟雾基准排放量折减的分析,结合国内严格的排放限制无论从国内外环保要求,还是汽车工业技术的发展进步以及法律法规的规定,目前我国《公路隧道通风照明设计规范》所规定的1%~2%年折减率均是偏于保守的,在实际隧道通风设计中应综合分析,因"隧"制宜,将需风量在保证运营安全的情况下控制在合理的范围内。     

武汉三阳路公铁合建越江隧道通风设计

武汉三阳路隧道为穿越长江的城市公路和轨道交通合建隧道,具有环保要求高、长度长和空间受限等特点,通风排烟系统设计难度大,且影响隧道的投资、运营费用、行车安全和防灾救援。为了解决洞口环保问题,对不同通风方案的气流组织、初期投资和运营费用进行研究,确定了竖井送排式纵向通风方案;针对公铁合建防灾要求高的特点,结合横断面布置,合建段公路隧道采用重点排烟,地铁隧道采用分段设置排烟道的纵向排烟方式,并采用模拟分析的方法对典型火灾工况进行了仿真计算,验证了排烟效果。     

海底隧道半横向通风孔物理模型试验

为了研究半横向通风送、排风孔形状和大小对隧道通风的影响,建立了港珠澳大桥海底隧道半横向通风孔物理模型;通过测试分析,研究了隧道内风量与风道内风量的关系以及不同风孔大小对隧道及风道静压的影响规律。结果表明:在相同通风动力下,送、排风孔面积越小越有利;在相同排风孔过风面积下,较高排风动力对应的通风效率较小;当变化风孔类型时,在送风段,风孔面积对风道内静压影响比较明显,在排风段,风孔形状对风道内静压影响比较明显。     

扬州瘦西湖隧道通风系统设计

扬州瘦西湖隧道为穿过国家5A级风景名胜区的单管双层隧道,为了解决洞口环保问题,采用SES对隧道内通风量和污染物浓度进行了模拟计算,结合洞口污染物扩散范围和环境敏感点分布情况,确定了上下层隧道均采用竖井排出式的纵向通风方式;针对烟气沉降速度快的特点,优化了横断面布置,在盾构段和部分明挖段设置排烟道,采用重点排烟的方式,人员安全可用疏散时间提高了1倍,并且在疏散楼梯间采用了上下层分别设置加压送风机的方式,确保了烟气不会进入非事故隧道,极大地提高了人员的安全性。