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。