特长公路隧道CO浓度设计限值的研究

简要回顾了各国公路隧道CO浓度设计限值的发展历程,分析了在含有CO的环境中,CO对人的时间意识、视力敏感度以及行动反应能力产生的不良影响;依据限制公路隧道内污染物浓度的目的是保障隧道内行驶机动车内人的健康、卫生和隧道的营运安全,建立了确定特长公路隧道内CO浓度设计限值的剂量—反应方程。以某特长公路隧道(长18.020km)工程为例,取CoHb=2%,得到了机动车以不同行驶速度经过该特长隧道对应的CO浓度设计限值。其结果可供相关特长公路隧道在环境保护、通风和防火灾方案设计中参考使用。     

公路隧道洞口结构因素对废气窜流的影响

为了给减弱公路隧道洞口废气窜流提供洞口土建结构设计方案,对洞口废气窜流影响的显著性因素进行了探讨,从洞口纵向错开不同距离、洞外设置不同位置及高度的挡壁等结构因素出发,借助计算流体动力学技术,进行了多因素异水平混合型数值模拟正交试验,探讨了不利自然风条件下洞外不同组合结构因素对洞1：7废气窜流的影响规律。结果表明：不同结构因素组合对废气窜流改善效果明显不同,洞1：7纵向错开改善窜流效果最为明显;在隧道出口侧设置有挡壁的所有组合结构均能较好地改善出口废气窜流,其中最有效的是同时在出口侧、中侧、入口侧设置与洞口等高的挡壁;仅在洞外中侧设置中间挡壁,其高度约为洞口高度的2倍时,可以有效改善废气窜流,其他情况下采用高挡壁结构的改善效果不佳;若同时在两隧道中侧与入口隧道侧设置挡壁则废气窜流改善效果差;若仅在入口隧道侧设置长挡壁,则加剧废气窜流。     

终南山公路隧道通风效果现场测试与分析

秦岭终南山特长公路隧道规模庞大,通风系统复杂,为了合理确定通风配置,节约通风费用,评估自然风和交通活塞风等非机械式通风方式的通风效果就显得非常重要。通过对秦岭终南山特长公路隧道洞内自然风速、交通活塞风速及交通量的现场监测,收集了大量数据。通过对监测数据的处理、分析得出,较大自然风速出现在11：00~13：00这个时间段,最大达到2.576m/s;隧道东、西线交通量出现高峰期的时间段基本不变;西线风速较大的时间段基本上与交通量高峰期时间段相吻合,而东线风速较大的时间段基本上与交通量高峰期时间段有出入,风速变化也相对平缓。     

近距离公路隧道污染空气窜流数值分析

针对公路隧道运营中近距离隧道污染空气窜流的二次污染问题,以水涧山隧道进、出口段以及隧道间空旷区域为分析对象,以CO浓度作为依据,采用FLUENT软件对洞口污染空气的扩散及其近距离隧道窜流的影响进行了研究,并提出了通过错开隧道口出口、修筑中隔墙以及修筑通风横洞等减少污气窜流的对策。     

锦屏辅助交通特长隧道爆破通风数值模拟

本文对特长隧道（锦屏辅助洞西端10km段）的爆破通风进行了数值模拟计算,分析了不同通风条件下隧道内的CO浓度分布;基于相关规范,确定了爆破后车辆可以进洞的CO最高浓度,从而得出了不同通风条件下出渣车辆进洞的时间及有效的风机布置方式。     

龙头山隧道洞口段核心土临时支撑拆除方案研究

我国现阶段四车道大断面公路隧道建设既无成熟的经验可参考,又无规范可参照,特别是大断面隧道洞口段临时支撑的拆除尤为重要,稍有不慎,极易引起坍塌。以龙头山双洞八车道高速公路隧道为依托,借助数值计算方法,重点分析了隧道洞口段临时钢支撑拆除的不同长度对围岩、隧道结构的影响,并结合现场施工情况,提出了大断面隧道洞口段临时支撑适宜的拆除长度,为类似特大断面公路隧道洞口段的施工提供参考。     

矩形大断面隧道洞口CO扩散与中隔墙长度设置

为了研究矩形大断面水下隧道洞口污染物的窜流特征,减少矩形大断面水下隧道洞口污染物窜流带来的二次污染,特以太湖水下隧道工程为依托背景,根据实际隧道断面工况条件仿真建模进行模拟计算。采用k-ε双方程紊流模型及组分传输方程组,借助流体计算软件Fluent,模拟了隧道洞口段不同进(排)风速度、不同自然风工况下的CO浓度场,分析了隧道洞口防窜中隔墙长度对CO扩散的影响。结果表明:无自然风作用时,给定进(排)风速度,二次污染率随着排(进)风速度的增大而增大(减小),随着中隔墙长度的增大而减小;当中隔墙高度为7.25 m,长度设置为25 m时,隧道双洞间的二次污染率小于10%,满足CO防窜要求;有自然风作用且自然风风向为最不利风向时,CO在隧道双洞间的窜流随着自然风速的增大而增大;当中隔墙长度设置为40 m时,隧道双洞间二次污染率小于10%,满足CO防窜要求;隧道设计最大进(排)风速7.5 m/s和自然风速2.5 m/s,中隔墙长度设置为50 m时,隧道双洞间的二次污染率接近10%。因此,推荐隧道洞口中隔墙设置长度为50 m。     

纵向通风隧道内空气污染物浓度及通风量的计算

从大气扩散方程导出了计算纵向通风公路隧道内空气污染物浓度分布的计算公式和给定隧道内空气质量设计标准计算所需通风量的方法，并考虑了隧道洞口进风空气的污染物浓度和竖井送风景空气污染物浓度对计算机新风量的影响。通过某高速公路隧道内CO、HC和NOx浓度的实例计算实例计算表明：计算浓度值与实测浓度值非常接近，其线线性相关系数r^2在0.7926-0.8913之间。     

公路隧道洞外刚性路面倒漏斗形截水沟设计及施工研究

公路隧道洞口处于下坡方向时,在洞外路面全断面设置刚性倒漏斗形截水沟这一结构,口小腹大与路面一致设横坡,利于截水、集水和排水,可将洞外路面汇水完全地截留并引入路侧排水系统,有效地解决了路面汇水涌入隧道这一难题;小尺寸全断面截水口符合抗冲击、车辆运行和工具清理要求,通过设计和施工两方面精细的控制,实现该衔接部位全寿命管理,对隧道洞口防排水工程具有一定的参考价值。     

大跨度偏压连拱隧道洞口段施工力学性能研究

以江西安源隧道(双向六车道连拱式隧道)为研究背景,采用管棚注浆的预支护手段,通过现场监测和数值模拟软件研究连拱隧道在施工过程中围岩位移、应力和管棚支护的动态变化规律,并结合拱顶沉降、地表沉降以及周边收敛的现场监测数据进行数值模拟验证。研究表明：连拱隧道左侧主洞施工对围岩的扰动范围主要在左侧,对右侧主洞影响较小;左右主洞与中隔墙拱脚处存在拉应力集中,施工时需要注意拱脚位置的施工质量;由于隧道存在偏压效应,隧道浅埋侧管棚弯矩最大值大于深埋侧;靠近洞口处的管棚始终承受较大弯矩,施工时,要控制洞口处的管棚施工质量。     

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。     

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。     

严重偏压地形下隧道半明半暗进洞技术探讨

山岭高速公路沿河、傍山展线时,部分隧道洞口往往存在地形偏压,从而导致隧道进洞困难,通过某高速公路1座隧道洞口的工程实例,探讨地形偏压严重时隧道半明半暗进洞的技术问题,提出隧道半明半暗进洞方案,并利用有限元数值模拟分析隧道进洞过程中围岩及支护的力学状态,总结半明半暗进洞方案的注意事项,为工程实施提供理论支撑。目前该隧道洞口已安全顺利进洞,未发生工程病害,可为同类工程参考。     

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。     

南水北调中线工程潮河段隧洞施工通风设计研究

南水北调中线总干渠潮河段隧洞方案为2条平行圆形隧道,隧洞段长18.147 km,净间距26.6 m,设计洞径为12.1 m,采用2台土压平衡盾构机从进、出口相向掘进施工。由于隧洞较长,施工通风比较困难。根据隧洞布置形式、施工方案、主要污染源分析及隧洞施工作业环境的劳动卫生标准,研究计算了洞内需风量和风压,确定了通风方式和风机、风管的技术参数。     

公路隧道全射流通风压力坡度的现场测试

采用现场测试的方法研究公路隧道内全射流通风的压力分布情况。测试结果表明,隧道入口段气压高于当地大气压力,为相对正压,出口段气压低于当地大气压力,为相对负压,在隧道中存在一个与大气压力相等的点,即相对压力为0的点。本次现场测试可为全射流纵向通风的设计提供参考。     

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。     

特长公路隧道需风量计算方法研究

通过总结湖南雪峰山等多座特长公路隧道通风方案设计研究过程中的实践经验，深入探讨了特长公路隧道需风量计算中的几个关键因素：污染物控制标准、汽车尾气排放量与发展变化、交通量组成以及需风量计算工况等等，不仅指出了在当前特长隧道通风计算中存在的问题，而且提供了可行的解决方法。文中结论对我国即将展开设计的其他特长公路隧道通风设计具有一定的参考价值。