公路隧道通风空气交叉污染三维数值分析

在公路隧道的竖井送、排式纵向通风以及小近距隧道通风时，会出现排出的污染空气被吸入到邻近的竖井或隧道中的交叉污染，影响了隧道通风的效果。应用CFD（Computational Fluid Dynamics）技术对竖井送、排风口以及两个隧道洞口的空气交叉污染进行了详细的数值模拟分析。结果表明，竖井送、排风口和两个隧道间的污染随着送、排风口高差（或隧道出、入口纵向距离）及横向间距的增大逐渐减小。建议：在进行隧道通风设计时，竖井送、排风口轴线间距不小于50m，风口高差不小于5m；两隧道洞口轴线间距不小于40m，纵向距离不小于50m。     

公路隧道竖井纵向式通风探讨

介绍了公路隧道竖井通风方式的分类和特点，探讨了竖井纵向式通风形式的机理，指出对于双向交通隧道宜采用合流型集中排风式；对于单向交通隧道应采用分流型集中排风式或送排式，对于特长隧道，可以采用数个竖井的送排式通风。     

公路隧道竖井一集热棚一烟囱三段式自然通风节能模型及应用

为了降低公路隧道通风费用,实现隧道运营节能,自然风的利用是隧道通风发展的方向。但是由于自然风向随机,并且不能准确确定风量大小,隧道自然风的有效利用率低。为了加强公路隧道竖井自然通风的效果,控制竖井口自然风风向,实现隧道通风节能,设计了一种竖井-集热棚-烟囱的三段式自然风增强模型。利用数值模拟的方法,分析太阳能烟囱不同温度下,太阳能烟囱内部不同位置的温度、压力和风速分布情况,从而确定自然风向。结果表明：在太阳能烟囱的不同温度下,设计的三段式太阳能烟囱的通风量与集热棚-烟囱的温度差呈线性相关,并且环境温度越高,线性相关性越强。在环境温度低于15℃时,太阳能烟囱的风向保持向上,起到抽吸的作用。根据该模型的设计思想,陕西省雷家坡一号隧道建成了太阳能烟囱自然风通风系统,观测数据表明该通风系统可以补充隧道机械动力通风,为黄土高原及类似地形地区公路隧道的自然风利用提供借鉴意义。     

长大隧道通风竖井反井钻机施工控制技术

长大隧道通风竖井施工是隧道施工中一个需要解决好的关键问题,本文结合某实体工程,详细阐述了竖井反井钻机施工的施工设备选择和施工方法,为竖井施工积累了新的技术资料。     

公路隧道机械通风方式和短道风向的选择

公路隧道通风的目的是为了把隧道内的有害气体或污染物质的液度降至一个允许浓度以下,以保证汽车行驶的安全性和舒适性.而对于通风问题,首先要考虑的是通风方式的选择,如若采用了竖井送排式通风系统,还要注意短道内的风向问题.该文对这两个方面的通风设计进行了研究和分析,并提出了一些建议,希望能对以后的通风设计有一定的参考作用.     

十天高速西秦岭隧道通风方式研究

西秦岭特长公路隧道是十天高速甘肃段全线的控制性工程,该隧道为上下行分离的双洞四车道隧道.该隧道左线全长为5464m,右线5 700m,隧道左右线长度稍大于《细则》给出的采用全射流纵向通风的单向交通隧道的适用长度(5 000m),按照常规方案,应采用竖井送排式通风方案.基于上述情况,本论述从降低隧道通风系统土建费用和节省运营电费的角度考虑,建议该隧道采用首期建设费用低、运营管理容易且经济效益显著、方式灵活的双洞互补式网络通风方案,近期关闭两洞换气通道,左右线采用纯射流纵向通风方案;远期开启换气通道,实施双洞互补式网络通风.     

公路隧道竖井送排式通风送风口角度优化模型

为降低公路隧道竖井送排式通风能耗,应用雷诺数相似理论,对竖井送排式通风送风口与隧道轴向夹角进行物理模型试验研究,测试不同送风口角度时风速的变化规律.结果表明:送风口角度对送风动力的影响随送风段隧道平均风速的增大而增大;当隧道设计风速为6~8 m/s时,送风口与隧道轴向夹角宜取5°~6°.     

公路隧道联络风道优化的三维数值分析

结合秦岭终南山特长公路隧道通风系统采用的竖井送排式方案,运用了CFD(计算流体动力学)方法对 该通风系统的竖井与隧道主体联络风道90°拐弯处进行分析,以确定出较佳的土建结构形式并计算出联络风道 90°拐弯处压力损失系数.     

浅谈长大隧道竖井施工

为确保隧道施工及长大隧道内的通风安全,结合通风竖井结构对隧道主体的安全影响,对现场环境进行了勘测分析,详细介绍了设备配置和施工方法,提出了安全要求和保障措施。     

水下隧道附属竖井的横向地震响应研究

受隧道和围岩的约束影响,水下隧道竖井在地震作用下的内力和变形特征与一般井筒式基础存在明显不同。基于黏弹性人工边界条件,采用通用有限元程序ANSYS建立了一种可以同时考虑土水介质与结构动力相互作用的有限元分析模型。通过对软土和岩质地基中竖井结构的横向地震响应进行分析。计算结果表明:不同土质条件下的竖井结构内力和变形规律基本一致,但受影响程度存在较大差异,主要反映在与隧道接头位置。上述结论可为进一步研究水下隧道竖井结构振动理论及竖井结构设计提供参考。     

长大隧道通风斜井施工关键控制技术

通风斜井花工是长大隧道施工中一个需要解决好的关键问题.本文结合某实体工程,详细阐述了竖井施工关键控制技术,为竖井施工积累了新的技术资料.     

纵向通风隧道正常运营CO浓度限值计算

我国《公路隧道通风照明设计规范》与国外标准对隧道内CO浓度限值的设定在计算方法和取值上都存在差异.针对射流风机式及竖井送排与射流风机组合式纵向通风隧道CO浓度分布特性,基于差分形式的Coburn-Forster-Kane方程(CFK方程),拟合了两类典型纵向通风隧道正常运营CO浓度限值计算式.结果表明:尽管两类隧道具有不同的CO浓度分布特性,工程中可按相同的限值设计;对于长隧道,我国应设定更严格的限值标准.     

特长隧道通风排烟系统之顶隔板技术研究

诸永高速公路括苍山隧道,位于浙江省仙居县括苍山山脉,为华东第一长隧,全长约8公里,是国内首次采用顶隔板、竖井送排式纵向通风排烟技术。本文就顶隔板通风排烟系统的牛腿、顶隔板施工技术作了详尽的分析,为今后特长隧道的顶隔板通风排烟系统的施工积累了宝贵经验。     

竖井工法开挖深基坑对下卧既有隧道上浮的控制

基坑开挖会导致下卧隧道产生明显上浮,采用竖井工法开挖基坑可有效的控制下卧隧道的上浮。以深圳地铁11号线区间某深基坑为例,采用考虑小应变刚度特性的硬化土模型,建立隧道与基坑共同作用的三维有限元模型,对比不同控制措施对隧道的保护效果,并研究竖井开挖基坑过程中下卧隧道的上浮规律。结果表明:竖井工法开挖基坑可以较好的控制隧道上浮,开挖过程中隧道的上浮值与卸载率呈现线性关系;坑底加固对抑制基坑底部土体上浮有较明显的效果;在开挖深度较低情况下,隧道上浮与开挖深度呈线性关系,随着开挖深度增加开始向非线性关系转化;若竖井工法开挖不能满足控制要求,可考虑增加坑底加固方式控制下卧隧道上浮。     

小净距立交隧道开挖围岩稳定性声发射监测

终南山公路隧道2号通风竖井通风道施工过程中要跨越主隧道,为了预防爆破震动对终南山公路隧道耦合破坏效应的影响,确保主隧道围岩的稳定性与结构安全,采用声发射(acoustic emission,AE)技术对主隧道关键点进行了监测.根据监测结果,及时调整爆破参数,确保上跨隧道安全施工.     

复杂长竖井引水隧洞施工通风两相流模拟研究

复杂长竖井引水隧洞纵横交错的洞室布置和上下平洞间的大高差导致其通风散烟困难,然而施工通风效果的好坏直接影响工程施工进度和施工安全.现有引水隧洞施工通风两相流数值模拟研究多是针对单一隧洞或同平面的交叉隧洞,并且其网格独立性分析局限于通过单一经验公式验证.本研究首先提出综合考虑气固两相相互作用力和上下平洞大高差导致的压差作用影响的复杂长竖井引水隧洞施工通风三维非稳态欧拉两相流数学模型,并且通过与现场实验数据对比,验证了数学模型的可靠性;其次,采用偏斜度指标、速度变化百分比以及经验公式对网格独立性进行分析,得出合理的网格划分方案;最后,结合实际工程,模拟得出复杂长竖井引水隧洞施工通风过程中的风流结构分布和污染物(粉尘、CO)迁移变化规律,并基于模拟结果得出合理的通风散烟时间.     

纵向通风水平隧道火灾烟气流动特性研究

地铁隧道火灾烟气控制是城市公共安全的一个重要组成部分。在分析地铁隧道火灾烟气流动主要影响因素的基础上，将地铁隧道通风和排烟系统作为一个整体考虑，引入地铁隧道火灾烟气的浮力效应和热阻效应，建立了隧道通风网络火灾模拟的数学模型，分析了地铁隧道火灾烟气逆流的临界条件、临界流速、隧道风流及烟流流速与火灾强度的变化关系，为地铁隧道火灾烟气控制和事故应急处理提供科学依据。     

深埋隧道坚硬围岩变形特征三维数值分析

秦岭终南山公路隧道埋深大,地质环境复杂,2号竖井下洞群多次跨越既有公路与铁路隧道,结构尺寸多变,受力复杂;岩爆频发;滑坡、塌方和冒落等严重制约通风及建设效率.基于现场工程与地质特征分析,采用三维数值计算,对东线隧道和西线隧道交叉点的稳定性对比分析,为隧道及洞群优化设计提供科学的定量化依据.     

原位扩建既有隧道主洞与竖井交叉段扩建型式

为了深入探究原位扩建既有隧道主洞与竖井交叉段的最优扩建型式，依托南岭隧道原位扩建工程，针对竖井与隧道主洞交叉段的扩建过程建立三维有限元模型，并研究单侧扩建、双侧扩建型式下围岩变形及应力随开挖过程的变化规律.考虑竖井与隧道的空间位置关系，基于太沙基理论提出不同扩建型式的隧道围岩压力计算公式.结果表明:两种扩建型式下围岩的变形速率均在掌子面距竖井与隧道交叉断面1倍洞径以内时较大；单侧扩建使围岩应力释放不均并形成偏压效应，产生较双侧扩建更大的围岩应力；扩建型式的选择对围岩压力的分布影响较大，围岩级别在Ⅲ～Ⅴ级时，围岩压力计算值由大到小排序为双侧扩建＞太沙基理论＞单侧扩建.     

竖井型长大城市隧道火灾通风的数值模拟

 随着城市建设发展,竖井型隧道越来越多地应用于城市交通隧道中。采用稳态与非稳态方法对火灾工况下竖井型隧道的气流场进行了数值模拟,分析了竖井型自然通风口对高温烟气扩散的影响。研究认为,竖井自然通风口引入隧道外冷空气,显著降低火源端部温度,可在一定程度上减少高温烟气对火源处隧道顶板的破坏。通过竖井引入新风,显著降低火源附近的有毒气体浓度,改善了火灾救援条件。火灾产生的有毒烟气由隧道洞口集中排放转变为竖井自然通风口分散排放,这对制定火灾救援、人员疏散方案有重要的指导作用。本隧道所设置的竖井自然通风口方案可满足火灾情况下人员逃生要求。