半横向通风方式下坡度隧道火灾排烟方法

研究坡度隧道火灾排烟方法有助于隧道火灾中人员的救援与逃生.本文采用数值模拟方法研究了半横向通风方式下坡度隧道火灾过程中的排烟方法,分析了不同排烟方法时的排烟范围均匀系数λ和排烟热效率α.理论排烟量计算结果表明:坡度为0.0%~1.5%时,标准排烟方法可以有效地控制烟气在隧道内蔓延;当坡度在1.5%~3.0%范围内时,下坡方向烟气由于浮力的作用被控制在排烟口附近,此时为了有效排烟并同时提高风机排烟热效率,可采用上坡单侧排烟方法;当坡度大于3.0%时,由于烟囱效应作用使得隧道内的烟气蔓延速度加快,烟气迅速逃离排烟口蔓延至隧道出口,此时应在上坡方向增加纵向通风以抑制烟气的回流,才能更好地限制烟气蔓延.

重点排烟模式下坡度隧道烟气控制优化研究

针对不同坡度隧道,对重点排烟模式下的烟气控制效果进行研究。以某三车道隧道为例,采用FDS对不同坡度、单向与双向重点排烟以及不同的排烟口开启方式等多工况进行模拟研究,分析烟气蔓延长度、能见度和隧道洞口自然补风风速等关键性判据的变化规律,提出重点排烟模式下不同坡度隧道的烟气控制优化建议。

重点排烟坡度隧道纵向机械补风量研究

合理的纵向机械补风量,可有效保障重点排烟隧道火灾烟气控制效果。基于有效排烟和人员疏散安全两大原则,将烟气蔓延长度、最小清晰高度处能见度以及排烟效率作为判定合理纵向机械补风量的关键性判据。采用FDS6.2对1%、3%和6%坡度隧道下不同排烟量和补风量组合下的80组工况进行模拟计算。结果表明:当隧道坡度为1%、3%和6%时,机械补风量分别占排烟量的50%~70%、70%~100%及90%~120%;坡度小于1%时,坡度隧道与水平隧道的合理补风量和排烟量间比例关系基本一致,当坡度大于1%时,两者合理比例关系随坡度的增大呈现线性增长趋势,与水平隧道时相比其坡度修正系数KQ可取0.8+0.2λ。

坡度隧道的火灾烟囱效应的升压力分析

烟囱效应是坡度隧道火灾烟气控制中重要影响因素,其数值与隧道内温度分布密切相关。在综合瑞士规范、Opstad模型的基础上,视着火隧道内热烟气扩散情况,作者提出了三区域温度分布模型。根据能量守恒原理,依次建立火区、下游烟气扩散区烟流沿程温度分布预测模型及其计算参数确定方法,进而预测烟囱效应升压力大小。以某长大公路隧道为例,通过差分解算讨论了火灾热释放速率、隧道坡度、火区长度对着火隧道烟气沿程温度分布、烟囱效应组成及其数值的影响。

重点排烟坡度隧道油罐车火灾通风排烟策略研究

以烟气蔓延距离、2 m高度处能见度以及系统排烟效率作为判定合理断面送风面积的关键性判据。采用FDS对油罐车在1%、3%、5%、7%坡度隧道内的火灾场景进行模拟。结果表明:坡度小于5%时,断面送风面积占比随着坡度增大而增大;而坡度大于5%时,断面送风面积占比保持在80%不变。根据断面送风面积占比和隧道坡度之间的数值关系,提出了无量纲断面送风面积坡度修正系数公式。

坡度隧道火灾自然排烟特性研究

通过模型试验,研究了坡度隧道火灾自然排烟特性,试验结果表明:(1)受坡度影响,火羽流向上坡侧发生偏转,且偏转角几乎不受火源位置与HRR的影响,只随坡度的升高而线性增大;(2)顶壁下方最高烟气温度随坡度的升高而降低,基于理论分析和模型试验结果,得到了顶壁下方最高烟气温度的计算模型;(3)火源上坡侧的顶壁下方烟气温度受坡度变化的影响较小,下坡侧的顶壁下方烟气温度随坡度的降低而升高,并在坡度降为0时与上坡侧烟气温度关于火源对称分布,结合理论分析,得出了火源段顶壁下方烟气温度的衰减模型。

大坡度隧道轴线检测方法探析

针对大坡度隧道轴线检测实际遇到的困难,提出了一种检测方法,该方法利用盾构环片接缝边缘确定隧道断面采集平面,建立空间独立坐标系,以最小二乘法拟合空间圆,准确测定隧道空间轴线位置,再通过坐标系转换,最终将任意坐标系中的圆心坐标换算为施工坐标系坐标,从而判断隧道施工轴线位置与设计位置的偏差是否满足施工精度要求。其理论模型严密,较以往检测方案更能够真实反映隧道轴线施工偏差情况,测量误差影响小、解算精度高、实施成本低。

坡度条件下竖井隧道火灾温度变化数值模拟研究

为了研究不同坡度竖井隧道,采用FDS对不同坡度(3%~20%)作用下竖井内部温度衰减、烟气逆流长度以及竖井自然排烟效率进行分析。采用无量纲参数,对隧道内部温度变化进行研究,结果表明:坡度的增加能抑制竖井吸穿现象的产生;坡度会使火焰角度发生倾斜导致温度最高点出现变化,同时也能降低隧道内部温度,烟气逆流长度受坡度变化影响大,根据研究结果建立温度衰减预测模型与烟气逆流模型,为隧道、巷道提供设计依据。

大坡度小截面隧道运布管施工方法选择及安全风险控制

在天然气管网管道安装施工过程中,不可避免要进行山体隧道穿越,尤其在大坡度隧道内进行管道安装,给现场施工带来挑战。结合实际工程项目,分析了交通条件、隧道结构设计方案、设备及人员调配、施工作业环境等对施工的制约,并对传统运布管方法优缺点比较分析后,鉴于案例工程中的后路隧道、陈家山2#隧道大陡坡、小截面的实际特点和客观条件,在对施工费用成本、现场灵活使用、安全风险可控等几个方面进行综合考虑和比较后,选择运用炮车法、无轨法进行施工,有效控制了安全风险,并取得良好的施工效果。

坡度对隧道拱顶烟气最高温度影响的数值模拟与实验研究

为研究坡度及隧道通风状况对城市隧道拱顶最高温度的影响,本文通过数值模拟和实验研究等手段,对0~3 m/s纵向通风风速下,坡度为0~±5%的城市地下隧道内拱顶最高温度的分布进行了研究;通过数值模拟和实验研究验证了无坡度时、Kurioka隧道顶棚最高温度理论模型,同时提出了坡度存在时该模型的修正模型.

坡度隧道中烟气控制的CFD模拟研究

临界风速是隧道火灾紧急通风系统设计的一个重要参数。在坡度隧道中,由于火风压的作用,临界风速与水平隧道临界风速相比会有一定的差异。下坡隧道临界风速会稍大于水平隧道的临界风速。本文对坡度在0～10%范围变化的隧道进行了大量的CFD模拟计算,从模拟结果中得到了临界风速的通用坡度修正公式。

隧道坡度变化对全射流纵向通风效率的影响研究

城市公路隧道中"V"字或"W"字的坡度变化会导致隧道通风系统作用效果降低,通风能耗增加。为解决隧道坡度变化时纵向通风效率下降问题,利用ANSYS Fluent软件,建立了以单一坡度变化范围在0~3%,双坡度变化范围分别为(-4%,+4%)、(+4%,-4%)的全射流纵向通风模型。模拟结果表明,单一隧道坡度从0增大到3%,风机升压系数从0.794下降到0.683,降幅达14%。随坡度增大和坡度数量增多,隧道断面平均速度越低,气流低速边界层越厚,射流风机升压系数越小,通风系统的效率越低。与无坡度变化的水平隧道相比,双坡度变化隧道内风机升压系数降低可达25%。建议隧道内风机布置应远离坡度变化区域,并重点采用减小风机出口风速和增大风机直径的方法来提高隧道通风效果。

山区大坡度小断面隧道施工技术

文章以普光气田黄岭隧道为例,介绍了该隧道的施工工艺和特点,针对大坡度、小断面及隧道进口段为饱和块石土地层的情况,采取了从进口反坡施工、光面爆破、卷扬机有轨运输、洞内反坡排水、超前小导管注浆加固及支立型钢拱架等措施,有效保证了隧道开挖进度和安全,解决了隧道开挖后坍塌等问题。

大坡度隧道管道安装

针对大坡度隧道内斜坡运管及管道安装困难的问题,通过多次模拟试验,研制出多功能管道运送组对小车,其采用遥控装置控制,液压升降装置具有横向和纵向调节能力,可以满足管道隧道内布管、卸管、组对等要求,成功解决了陡坡隧道内管道安装的施工技术难题。详细介绍了该方法的施工过程,西气东输二线工程东段第28标段密岭1#隧道管道施工使用该方法,比原计划提前16 d完成施工任务,相比传统的施工方法,有效缩短了工期,降低了施工成本,可以为类似的隧道内管道安装工程提供指导。

坡度对地铁区间隧道火灾烟气流动影响的数值模拟

为探讨坡度对地铁区间隧道火灾烟气流动特性的影响，论文在综合分析国内外地铁区间隧道火灾研究的基础上，采用数值模拟软件FDS分别研究了自然通风条件下无坡度、1％坡度、2％坡度、3％坡度对区间隧道内烟气的流动特点、临界风速的影响。结果表明：坡度对地铁区间隧道火灾烟气的流动及临界风速有一定的影响。上坡隧道的临界风速相对于无坡度隧道的临界风速有所减小，且临界风速随着隧道坡度的增大而减小。下坡隧道的临界风速相对于无坡度隧道的临界风速有所增加，且临界风速随着隧道坡度的增大而增大。

隧道坡度对盾构掘进引起地面隆陷的影响

基于Mindlin解,经数值积分计算了盾构以一定坡度掘进时切口附加推力与盾壳摩擦力的竖向分量引起的地面竖向位移,并通过现场实测验证了其合理性。计算表明,随盾构俯仰角的增大,在切口附加推力与盾壳摩擦力竖向分量的作用下,沿隧道纵向地面竖向位移呈现总体上移趋势,且切口前方最大隆起出现的位置更加靠近切口;盾构俯仰角一定时,随隧道埋深的加大,切口附加推力与盾壳摩擦力竖向分量作用下的地面最大隆起呈指数型下降。

隧道坡度对临界风速影响的数值研究

临界风速即隧道火灾过程中能有效控制烟气于火源下风方向而不发生逆流的最小纵向通风风速，是隧道火灾烟气控制的关键所在。根据国内外的研究结果，临界风速与火灾规模、隧道规模以及断面形状等因素有关。在坡度隧道中，由于坡度的作用，使得坡度隧道临界风速与水平隧道有着一定的差别。利用火灾动力学模拟软件（FDS）对隧道坡度在0°～10°变化时上坡隧道与下坡隧道所对应的隧道临界风速进行数值模拟分析，研究分析了隧道坡度对隧道临界风速的影响规律。

城市交通隧道坡度对火灾烟气扩散影响研究

利用大涡模拟方法研究城市交通隧道火灾自然通风下烟气的扩散规律,重点研究隧道的坡度对烟气羽流的影响。研究坡度在0-5%范围内的隧道内烟气层横向以及纵向温度场分布以及火源拱顶处最高温度随时间的变化规律,并与坡度为零的隧道火灾的烟气模拟结果进行比较。研究表明:5%坡度对烟气纵向分布影响较大,尤其在火源下游的上坡方向,烟气层沉降快。坡度使烟气最高温度点火源下游偏移,但最高温度值变化不大。研究结果对于研究城市交通隧道的消防设计以及人员疏散提供参考。

不同隧道坡度下射流风机临界风速研究

为研究隧道坡度对射流风机临界风速的影响,通过理论分析与数值模拟,采用全尺寸隧道模型和5种不同火源功率,考虑0%,±1%,±3%,±5%,±7%9种不同隧道坡度,研究隧道坡度对射流风机临界风速的影响规律。结果表明:坡度对射流风机临界风速有较大影响。在射流风机与火源纵向间距不小于100 m情况下,即其临界风速与火源纵向间距无关;当上坡时,其临界风速与火源功率的1/3次方成正比,坡度越大,临界风速越小;当下坡时,其临界风速与火源功率的1/3次方成正比,坡度(绝对值)越大,临界风速越大;对数据结果进行拟合,得到上坡与下坡时的射流风机临界风速模型,并与模拟结果取得了较好的一致性。

电气化铁路隧道最大坡度系数研究

结合我国新的铁路系统技术条件，进行电气化客货共线铁路隧道最大坡度系数研究。结果表明：在电气化客货共线铁路上，旅客列车通过隧道时，机车牵引力余量远大于隧道附加阻力，因此线路隧道最大坡度设计不受旅客列车通过条件的限制；对应不同限制坡度和牵引质量，通过选配适当机车类型，可使列车以一定的加速度余量在限制坡道上运行；sS，6K和8G型等大功率电力机车能以不低于计算速度的速度，并保有一定的加速度余量通过长大坡道上的隧道；研究得到长度为401～1000，1001～5000，5001～10000，10001～15000，15001--20000，20001--25000和25001～30000m的隧道最大坡度系数最小值分别为0．97，0．92，0．89，0．88，0．86，0．85和0．84，比现行《铁路线路设计规范》中电力牵引隧道内的最大坡度系数有所增大，而长度大于20km的隧道地段的隧道最大坡度系数与现行《铁路线路设计规范》中长度为5km隧道地段的值相当。