地铁隧道竖井位置优化数值模拟研究

考虑通风竖井对地铁内热湿环境及压力变化的影响,进一步优化地铁内竖井的位置,本文采用移动网格和滑移交界面技术分别对竖井位于列车加速段、匀速段和减速段进行三维非稳态数值计算。结果表明,采用移动网格技术对无竖井隧道模拟计算结果与国外试验吻合,竖井位于列车匀速段内且靠近车站出站端能有效地利用列车活塞作用排除地铁内热量,能有效减小入口断面最大压力和压力梯度,但出口断面产生最大压力和压力梯度。综合考虑竖井对地铁内通风及空气动力学效应的影响,竖井应考虑列车运行模式,设置于列车匀速行驶区间段内且靠近车站出站端。

南京长江沉管隧道竖井位置及护岸形式研究

结合规划中的京沪高速铁路南京长江沉管隧道工程的具体条件,对影响隧道建设规模、工期与造价的竖井位置进行了探讨,同时对深基槽开挖情况下竖井侧的护岸形式进行了论证比较。

基于污染物体积分数判识的长大隧道竖井位置优化研究

采用竖(斜)井纵向分段式通风的长大山岭隧道由于涉及隧道特点、交通状况、气象特征、环境要求等多种因素,对通风井与隧道相对位置如何确定目前还没有定论。基于计算流体动力学和污染物体积分数判识标准,以FLOW-3D为分析工具,参考隧道可行性报告中远景交通量预测的相关数据,对隧道建立了可以综合考虑交通污染、隧道内环境、井外影响等多种因素的通风井位置优化方法。首先以计算流体动力学的相关假设为前提,对气流在隧道与竖井中的运移进行动力学分析,然后采用高次多项式的数据拟合法根据分析结果对规范中未确定的竖井设定位置进行量化。采用此优化方法对某隧道宜布置竖井的大致范围(1 km长)的距离上进行分析,研究得出竖井的最优位置是距气流进口端519 m,即竖井距进出口的距离比为1.079的结论。最后通过总结前人关于采用竖井纵向分段式通风的隧道设计实例,对此方法计算结果的合理性和可靠性进行了验证。

特长公路隧道通风竖井优化研究

以椿木山特长公路隧道为依托,根据地质条件和实际工况,对隧道需风量进行理论计算,并通过与国内其他特长公路隧道对比分析,确定采用“左线通风井送排式+右线全射流风机”的通风方式。运用隧道通风动力学理论,从降低土建和机电运营成本角度,对椿木山隧道竖井位置进行优化选择及断面设计,确定了最优竖井位置为距洞口2100 m处,相较其他2种方案最多可节省成本约9453.6万元。

顶部开口型隧道不同开口形式通风效果的模型试验研究

采用1:15搭建比例模型,考虑不同竖井参数的工况(竖井长度、竖井高度、竖井群位置)情况下顶部开口型自然通风隧道的运营通风效果。试验模拟车间距2 m的车队连续通过3车道隧道时的情景。通过测量以一定速度行驶的车队连续不断地通过隧道过程中于不同位置处断面的风速,计算得出隧道各通风口的局部阻力系数。以局部阻力系数作为与竖井的形式和竖井内的通风比例相关的隧道通风效果的判断参数,得出基于竖井参数的最优工况。试验结果表明,增加竖井高度、减小竖井长度会减小风口的局部阻力系数,而改变竖井的位置则会导致局部阻力系数的重新分布。通过对比不同竖井尺寸工况下竖井的进排风速,得到进排风竖井的分布情况。