公路隧道瓦斯运移及通风防灾研究

为掌握隧道建设中瓦斯运移规律及通风防灾技术,以实际隧道为工程背景,运用Ansys Fluent建立三维通风物理模型进行瞬态分析,并结合现场监测数据,研究通风对隧道瓦斯浓度的影响。研究表明：瓦斯及风流扩散不均衡性突出,随着通风时间增加,瓦斯浓度及风速在距离掌子面120 m处达到稳定;瓦斯监控及防治过程中,重点关注隧道掌子面至二衬台车区间瓦斯是否超限;放炮后掌子面瓦斯浓度不断升高,通风15 min左右,掌子面瓦斯浓度达到峰值,通风30 min后瓦斯浓度趋于稳定,且位于施工允许瓦斯浓度范围内。合理控制通风时间及通风量并加强隧道拱脚、底板等区域的通风,能够保证隧道施工的安全。     

深汕高速公路Hou门隧道口有害气体排放问题与探讨

Ｈｏｕ门隧道是深汕（深圳－汕头）高速公路全线有害气体浓度最高的路段。本着重阐述该隧道口有害气体的排放和分布规律，为其它隧道通风系统的设计及对污染空气的治理提供科学的依据和参考。     

公路隧道通风系统的节能设计及应用

隧道内保持良好的空气状态是行车安全的必要条件,通风的目的是为了把隧道内的有害气体或污染物质的浓度降低至一个允许的浓度之下,以保证汽车行驶的安全性和舒适性。此时,隧道通风系统的控制就显得尤其重要,并且在日益提倡可持续发展的前提下,也要考虑系统运行的节能效果,以节约运行成本。     

新龙门隧道施工环境监测及评价

本文报道了新龙门隧道我系统改装前后施工环境中尘毒、通风的监测结果。改装后比改装前隧道内气温下降了３℃，风速增加了０．６ｍ／ｓ，粉尘浓度下降１０４％，有害气体也有明显的降低。     

特长公路隧道施工过程通风设计、实施与检测

基于特长公路隧道施工的通风问题已经成为隧道快速施工瓶颈的现状,本文围绕特该问题展开研究,进行了通风方式选择、施工通风阶段划分、风机配置及参数设计,确定了施工通风设计方案,并跟踪隧道施工过程,进行爆破隧道内粉尘及有害气体的连续监测。研究结果表明:爆破后洞内粉尘完全达到施工作业环境标准所需的时间约为40min,CO浓度降至施工作业标准所需时间大于1h,1h为特长公路隧道掌子面爆破后的最小通风时间。     

隧道施工通风效率及有害气体迁移规律试验研究

为了研究施工粉尘和有害气体的浓度在压入式通风模式下的分布规律,采用滤膜测尘法和定点监测的方法对大砩口隧道粉尘、CO和NO进行现场监测,得到了有害气体随时间和空间的变化规律和掌子面处粉尘分布特征,并用统计法处理所测数据。结果表明:不同施工工序粉尘和有害气体浓度差异较大,喷浆工序粉尘浓度最高,而爆破和出渣工序有害气体浓度较高,立架工序的粉尘和有害气体的浓度均在允许范围内,因此应根据不同工序合理选择风机功率,保障人员安全。     

营运公路隧道通风系统的选择

公路隧道通风方式除应考虑交通量、隧道长度外还须结合地形、周围环境、非常情况及隧道工程与维修费用，选用纵向、横向及半横向通风系统，以使隧道内有害气体浓度及可见度达到要求。     

高海拔地区隧道施工通风风量计算及风机选型研究

高原地区由于海拔高度的增大,空气性质及部分有害气体毒性较平原地区发生了较大变化,施工通风难度比常压下增大很多,不能以平原地区的通风技术进行简单照搬。对海拔高度与空气性质的关系,高原隧道施工通风需风量计算,高原地区通风阻力变化及风机选型进行了分析。结果表明,高原地区的施工通风风量计算应考虑不同海拔高度时有害气体的体积膨胀及浓度限值,进行风机选型与通风阻力计算时应根据高原空气密度与平原地区空气密度的比值进行修正,该结论可为高原隧道施工提供借鉴和参考。     

高海拔地区隧道施工通风风量计算及风机选型研究

高原地区由于海拔高度的增大,空气性质及部分有害气体毒性较平原地区发生了较大变化,施工通风难度比常压下增大很多,不能以平原地区的通风技术进行简单照搬。对海拔高度与空气性质的关系,高原隧道施工通风需风量计算,高原地区通〖JP2〗风阻力变化及风机选型进行了分析。结果表明,高原地区的施工通风风量计算应考虑不同海拔高度时有害气体的体积膨胀及浓度限值,进行风机选型与通风阻力计算时应根据高原空气密度与平原地区空气密度的比值进行修正,该结论可为高原隧道施工提供借鉴和参考。     

高海拔寒区隧道施工粉尘及有害气体监测与控制技术

高海拔寒区隧道恶劣的施工环境是限制施工进度的瓶颈,为了研究施工粉尘、有害气体的浓度及分布规律,采用滤膜测尘法和便携式CO检测仪分别对鸡丑山隧道粉尘和CO进行现场监测,用统计法对数据进行处理。结果表明： 不同的施工工序粉尘和有害气体含量差别较大,喷浆作业粉尘浓度最高,爆破作业有害气体浓度较高,出渣作业粉尘和有害气体浓度均较高,只有立架作业时隧道空气条件相对较好,无轨出渣是制约高海拔寒区隧道施工环境问题的最关键因素。结合高海拔地区隧道施工环境的特殊性,提出粉尘和有害气体的控制措施,并对提出的措施进行现场监测效果验证。研究结果对高海拔寒区隧道施工环境的控制具有借鉴意义。     

秦岭天台山大断面高速公路隧道降尘除尘方案研究

为解决由于隧道施工断面大、在开挖过程中产生的粉尘难以通过施工通风排除的问题,对秦岭天台山隧道（双向6车道）施工过程中钻孔、爆破、出渣、喷浆等不同工况下的隧道粉尘质量浓度进行现场实测,并根据现场实测结果,对隧道内各工况施工粉尘分布特性进行数值模拟研究,提出适合于大断面隧道施工的粉尘控制措施。现场测试结果表明,出渣和喷浆工况下,粉尘质量浓度超过规范要求数倍。通过数值模拟得到： 1）靠近掌子面40 m区域内粉尘质量浓度不稳定,下降趋势不明显; 2）在布置风管时,风管末段至掌子面距离建议取为60~80 m,以保证新鲜风以较大的喷射面抵达掌子面; 3）建议采用附壁风筒降尘+车载除尘方案,除尘效率达95%,能有效处理隧道各区域粉尘,且对施工造成的影响小。     

地铁隧道节能环保水压爆破施工技术

为了解决常规爆破施工炸药利用率低、隧道内有害气体含量大、粉尘浓度大等问题,对重庆轨道交通五号线5107标石桥铺站-石新路站区间采用水压爆破施工技术的方法进行论述。水压爆破是利用水的不可压缩性质,能量传播损失小,炸药爆炸冲击波瞬间通过水传播到容器壁使其位移,并产生反射作用形成二次加载,加剧炮眼壁的破坏,遂使其均匀解体破碎。结合现场振速监测、洞内气体检测数据、通风时间统计,得出： 1)水压爆破施工在节能环保方面有着“两改善、一明显”的作用,主要表现在改善炸药利用率、改善隧道有害气体含量,炮眼中水的雾化作用能明显减少粉尘和强制通风时间; 2)通过对比常规爆破和水压爆破的费用,水压爆破有节约成本、控制超欠挖等优点。     

水压爆破技术在新博高速九连山隧道施工中的应用

针对新博高速公路九连山隧道隧洞掘进施工,采用水压爆破技术设计了爆破方案,并予以实施。监测结果分析表明,相较于常规爆破,水压爆破,月平均进尺增加了40 m,每循环进尺综合成本降低25.6%,掌子面粉尘浓度降低46%,在提高隧道掘进进度、节省成本和保护环境等方面有明显成效。     

一种新型三区段喷雾系统及降尘性能研究

为解决隧道爆破粉尘排除难和粉尘质量浓度超标的问题，设计了新型三区段喷雾系统并对其相关参数开展研究。基于自行搭建的喷雾降尘试验平台，分析隧道爆破粉尘样本粒径特征与喷嘴适用性； 利用CFD软件对喷嘴不同布置方式与入射角度进行数值模拟，分析雾滴场中质量浓度、速度和粒径等特征的变化规律； 通过现场应用测试新型喷雾系统降尘性能。研究结果表明： 1）隧道沿程粉尘峰值体积频率向小粒径方向移动，且峰值体积频率不断增大； 2）直径1.9 mm的广角型实心锥形喷嘴对近掌子面处的粉尘抑尘效果更佳，1.2 mm的精细型实心锥形喷嘴适用于小粒径粉尘除尘； 3）随着入射角度的增加，雾滴直接入射区域内质量浓度超过1 g/m3的面积先增加后减小； 4）喷嘴置于顶部、侧部和底部时，最佳入射角度分别为60°、60°和45°。现场应用表明，采用三区段喷雾系统后，各测点位置呼吸尘和全尘降尘效率均高于75％，与原有控尘措施相比，平均降尘效率提高了42.71％，能有效改善洞内施工人员作业环境和阻止隧道内粉尘向外扩散。     

高速铁路隧道有毒物质环境下修建技术研究

杭黄铁路天目山隧道施工时遇到有毒物质,为避免施工人员受到伤害,有效推进工程建设,开展现场监测分析,发现放射性 核素²³⁸U比活度平均值为236.3 Bq/kg,高于全国平均值39.5 Bq/kg,隧道空气中钒最高质量浓度达到77.88 μg/m3,为职业接触限 值的1.6倍,爆破后产生的SO2、CO有害气体是限值的几十倍。 通过理论计算和现场试验,采取超前周边预注浆、结构衬砌加强、加 强通风、喷雾降尘等针对性措施,有效屏蔽了辐射影响,贯通后施工人员总照射年有效剂量为0.386 mSv,低于目标管理限值1 mSv。 有害气体、粉尘和钒的质量浓度均低于检出限值。 结果表明: 采用的技术措施对处理有毒气体及辐射有着显著效果,确保了施工 人员安全和施工进度,保证了铁路运营安全。     

基于HHT分析的浅埋隧道爆破振动控制研究

以青岛地铁施工过程中浅埋段隧道下穿建筑物为例,运用HHT分析理论结合MATLAB软件研究了爆破振动监测信号的时频关系,分析雷管的起爆时间间隔,为振动控制提供理论依据。通过分析发现:1)爆破振动信号的频率基本在90 Hz以下,优势频率范围为20~70 Hz;2)根据《爆破安全规程》规定的安全允许标准,3号民房爆破安全允许振速可定为2.0 cm/s,设计振速1.0cm/s较为保守;3)不考虑雷管自身延时误差的情况下,60 ms将是雷管比较理想的段与段之间延期时间间隔;4)实际爆破过程中,雷管延时误差是普遍存在的,总体误差呈现为正值。     

基于模糊评价方法的隧道岩溶突水地质灾害综合预警方法

为建立隧道岩溶突水地质灾害预警方法,首先建立了岩溶区隧道施工期岩溶突水地质灾害系统,该系统分为预测、预报和预警3个部分,给出了系统各级指标,并选取典型指标建立评价体系。然后针对宜万铁路典型的风险隧道的岩溶突水地质灾害情况,采用了模糊综合评价模型,尝试建立一种隧道岩溶突水地质灾害的综合评估方法。最后结合宜万铁路齐岳山隧道施工实例进行评价,评价结果与实际施工揭示的结果进行了比较,研究结果和实际工程揭示情况一致,结果表明该研究方法可行。     

基于CFD仿真的隧道通风模糊控制算法

将模糊控制应用于岩门界高速公路隧道的通风控制中,并在CFD仿真模型上对控制规则表进行了优化与调整。结果表明,在同一车流量样本的条件下,模糊控制相对与传统分档控制节能百分比达到11.7%。且风机启停次数减少,延长了风机寿命。     

水电工程地下洞室有害气体成因及防治措施

通过介绍地下洞室主要有毒有害气体成分、特征、危害及发生有毒有害气体事故实例,分析、归纳有毒有害气体成因、发生条件、危害方式等特征,提出相关防治措施。有毒气体的检测一般首先检查氧气和可燃易爆气体,其次进行有毒气体检测。有毒气体的防范应尽量避开有毒气体地区,根据工程及有毒气体特征采取封堵、引排、加强通风、选择合适的炸药及合理的钻孔爆破工艺均能减少有毒气体的产生和危害。     

基于工业以太网的隧道施工通风环境参数自动监控系统研究

为提高隧道施工通风系统自动化、信息化水平,提出了一种基于工业以太网络的隧道施工通风监控系统结构框架。系统由上位工控机、下位1200系列PLC及相关模块和传感器组成。工控机中采用Win CC软件编写监控程序,实现隧道施工环境与工作参数的实时监测;采用神经网络算法对现场数据进行学习,得到变频器输出频率的控制规律;1200PLC通过485电缆读取传感器数据;1200PLC和工控机之间通过以太网网线、光纤和无线局域网构成工业以太网络,实现系统环境参数和工作参数的共享。系统在天目山隧道施工通风项目部进行了调试与测试,结果表明:1)1200PLC可以采用485电缆和Modbus协议在掌子面施工环境下顺利读取多个传感器的数据;2)可以采用无线WIFI技术实现衬砌台车两端信息的稳定、可靠传输;3)可以采用神经网络模型实现施工隧道环境参数与风机频率之间的非线性映射。