隧道风对隧道火灾烟气扩散的影响研究

采用火灾动力学分析软件FDS模拟空旷隧道、有车辆隧道但无隧道风和有车辆且存在隧道风3种火灾场景的烟气蔓延扩散特征,讨论和分析在纵向排烟模式和横向重点排烟模式下,由车辆行驶和通风诱导的隧道风对烟气温度分布及其扩散距离的影响。研究结果表明:对于纵向排烟模式,由车辆行驶诱导的隧道风可将烟气遏制在整个火源下游区,上游烟气扩散较少;对于横向重点排烟模式,由卫生通风形成的低速隧道风,亦可遏制部分烟气向火源上游扩散,并能有效降低上游烟气的浓度,但不如车辆行驶诱导风有效。烟气扩散距离的计算结果则表明,纵向排烟中由车辆行驶诱导的隧道风可将烟气沿上游扩散距离控制在30 m内,远小于无隧道风情形;而对下游烟气扩散情形,隧道风则显著增大下游烟气的扩散速率。在横向重点排烟中,由卫生通风形成的隧道风对遏制烟气向火源上游扩散有一定作用,但不利于火源下游集中排烟。

地铁车站中冷却阻尼风的应用效果和对隧道风的分析

地铁车站是地下铁道线路网中一种重要的建筑物,是乘客的集散地,在设计时,应保证使用方便、安全、迅速进出站,为此要求车站有良好的通风、照明、卫生设备,以提供乘客正常的、清洁的环境。列车的行驶会使未经处理的隧道风的热空气进入站台层,从而使乘客有吹风感和引起那里的温度波动。

浅析既有线地铁换乘站隧道风系统模式调整方案

我国城市轨道交通发展迅猛,地铁线网日益密集,客流量日益增长,早期建设的地铁车站规模已不能满足当下需求,亟须对既有线车站进行改造。文章以成都地铁5号线换乘站中医大省医院站为例,详细阐述该车站相邻区间隧道风系统过渡模式调整的编制思路和调整方案。利用IDA Tunnel 1.2建模,模型定量计算三站两区间在事故工况下的区间断面风速值,精密筹划与组织中央级、车站级、现场级区间隧道风系统调试,实测区间断面风速。结果表明,计算风速与实测风速可以较好吻合,且满足规范要求,为后续既有线隧道风系统改造施工提供借鉴。

高寒隧道风水辅助系统温度场的数值模拟

结合青藏铁路昆仑山和风火山隧道高原、严寒的气候特点，对严寒地区隧道高压风、高压水辅助系统流体温度场进行数值模拟，为昆仑山和风火山隧道施工决策提供依据，也为寒区类似工程提供参考。

列车在特殊风工况下的运行品质分析

基于时速400 km中国标准化动车组的动力学参数,利用SIMPACK软件建立动力学模型,模拟列车在无风、“中国帽”横风激扰、列车交会以及通过隧道等状态下的运行平稳性,以便支撑动车组的设计工作。研究表明:在无风、两列车交会运行以及通过隧道的状态下,车速对列车横向平稳性的影响最大;在“中国帽”横风激扰的状态下,车速对列车横向平稳性以及乘坐舒适度的影响较大;在无风、横风激扰以及通过隧道的状态下,随着车速的增大,头车、中间车和尾车的平稳性以及乘坐舒适度都在增大。

青藏铁路风火山隧道气温轨温试验及无缝线路设计

研发了适合青藏高原恶劣气候环境的气温轨温自动采集存储系统.首次对青藏铁路风火山隧道内外的气温和轨温进行了为期1年的连续测试,获得了其变化特点.在此基础上,进行了风火山隧道无缝线路锁定轨温设计.利用有限单元法建立了无缝线路轨道结构的有限元模型,分析了风火山隧道无缝线路采用长钢轨贯穿隧道布置方式的可行性,计算了轨温过渡区的钢轨温度力梯度和最大钢轨伸缩位移.计算结果表明:当轨温过渡区长度为30-50m时,风火山隧道无缝线路可采用该种轨条布置方式,但需要布置一定数量的防爬设备.

风火山隧道地应力测量及工程稳定性分析

为了解风火山隧道应力状态,在隧洞内及附近地区进行了6个点地应力测量,首次在风火山地区取得了应力实测资 料。测量结果表明:风火山地区最大水平主应力量值为5.5 MPa,方向为NE至NEE,应力量值与其他地区表层地应力测量 结果比较,属中等应力水平;应力方向与风火山地区活动断裂调查所表征的现今区域应力场比较吻合。在地应力实测基础 上,还必须结合隧道区工程地质、水文地质条件以及地震活动性,进行隧道稳定性综合分析。

风火山冻土隧道爆破技术研究

以青藏高原风火山隧道常年冻土(岩)爆破技术为研究对象,运用理论分析、试验研究、数值模拟和现场测试等方法,对冻土爆破技术进行了系统研究.通过对隧道数值模拟发现隧道轮廓顶部震动速度最大,温度变化比较明显.分析了影响冻土热平衡的外部热源因素,并完成了NaCl水溶液降低爆生气体温度试验,在周边炮眼采用盐水炮泥解决了爆生产物热源问题;针对隧道围岩性质,提出了不同围岩条件下开挖方案,最后对隧道爆破振动进行了监测.

青藏铁路风火山隧道洞内外温度实测与分析

风火山隧道是世界上海拔最高的隧道,高原、缺氧、严寒及多年冻土等地质及环境条件极端恶劣,严重危及人员健康和工程安全。在施工过程中对洞内外环境温度进行了长期系统的观测与分析,为风火山隧道施工提供了决策依据,也为高寒区冻土隧道及类似工程积累了大量宝贵的技术数据。

青藏铁路风火山隧道设计难点探讨

研究目的:青藏铁路风火山隧道处于高海拔、高寒及冻土的特殊环境中,这使得隧道的设计面临着许多特殊的问题,如冻融圈的控制、冻胀力的作用、防排水设计等问题,解决以上问题是风火山隧道成功修建的关键。研究结论:文章通过对风火山隧道主要技术问题的分析,探讨在高寒、高海拔及冻土地区隧道设计的思路和方法,为今后类似工程的修建提供借鉴。多年冻土隧道的主要设计思路是围绕着"保护冻土"的要求采取了隧道隔热保温技术、复合防冻胀技术及综合防排水设施,有效控制冻融圈的范围,消除产生冻胀和冻害的根源。

深埋风积沙地层隧道掌子面失稳特征研究

研究目的:风积沙是一种黏聚力低、自稳能力差的土体,给隧道设计和施工带来很大困难。本文研究旨为揭示不同掌子面角度下深埋风积沙地层隧道的掌子面失稳特征,从而反馈设计施工。研究结论:(1)掌子面前方失稳区呈楔形状,再向上扩展形成封闭的灯泡状区域,随着掌子面角度增大,失稳区下部扩大,上部缩小,掌子面稳定性逐渐改良;(2)掌子面角度对于失稳区的纵向、横向尺寸影响不大,失稳区前边界约为掌子面前方1倍洞径处,横向跨度约为2倍洞径;(3)失稳土体中存在压力拱,其顶点位于拱底上方1~2倍洞径间,随着掌子面角度增大,失稳区形成的压力拱顶点在下移,跨度在减小;(4)本文推导了适用于深埋风积沙地层的掌子面支护力计算公式,并提出了相关设计施工建议;(5)本研究成果可应用于深埋风积沙隧道,尤其是台阶法或盾构法开挖的隧道。

基于现场实测的深埋风积沙隧道围岩压力计算方法研究

风积沙作为一种黏聚力低、自稳能力差的不稳定围岩,给隧道设计和施工带来很大困难。为探究风积沙围岩压力大小和分布规律,依托蒙华铁路王家湾隧道开展现场量测试验,根据实测的围岩压力分布特征,得到深埋风积沙隧道的围岩压力计算模式,并通过数值计算分析与现场量测数据对比验证其合理性。研究结果表明:深埋风积沙地层围岩压力分布很不均匀,但普遍拱部较小,初期支护大部分处于受压状态。计算分析得深埋风积沙隧道围岩压力采用太沙基计算公式是较为合理的,进一步优化得深埋风积沙隧道垂直方向围岩压力计算图示采用“双峰”形分布,水平方向围岩压力计算图示采用“阶梯”形分布,相比铁路隧道设计规范的传统模式更安全,与实际衬砌受力状态更符合。

深埋风积沙隧道施工工法及围岩变形特征研究

风积沙作为一种抗剪能力弱、黏聚力低、自稳能力差的土体,隧道开挖时围岩变形难以控制,研究风积沙隧道的围岩变形特征及其适用的施工工法则显得尤为重要。依托蒙华铁路王家湾隧道穿越风积沙段,通过室内试验得到相关参数,采用有限差分法进行数值模拟,对比分析有无水平旋喷桩加固两种工况的围岩变形和塑性区发展,从而得出三台阶法、三台阶临时仰拱法、三台阶七步法、CD法以及双侧壁导坑法5种工法的变形特征和水平旋喷桩的加固效果。研究结果表明,(1)在无水平旋喷桩加固围岩的情况下,双侧壁导坑法最适用于大断面深埋风积沙隧道,但其控制效果仍然不能满足变形要求;(2)采用水平旋喷桩加固后,三台阶加临时仰拱法最适合于大断面深埋风积沙隧道;(3)水平旋喷桩与三台阶加临时仰拱法结合能够有效控制围岩变形;(4)水平旋喷桩能够显著控制上半部分围岩变形大小,并减缓全环围岩变形速率,但对下半部分围岩变形大小控制不明显。

青藏铁路风火山隧道施工技术概述

文章总结了青藏铁路风火山隧道面对高寒、缺氧、低压、冻土、高含冰等复杂条件下利用科学方法、先进设备、有效的管理、合理的工艺完成隧道施工的经验.

风火山隧道光面爆破盐水不耦合装药结构试验研究

研究目的:针对青藏铁路风火山冻土隧道特殊地质条件和气候条件,研究隧道内气温高容易引起隧道围岩融塌的问题。研究方法:理论分析引起隧道工作面温度升高的原因,针对盐水-空气复合不耦合装药结构,进行理论与模拟试验研究。研究结论:爆生气体是影响冻土热平衡的主要热源之一;盐水介质对爆生气体的降温效果十分显著,高达70%;采用NaCl盐水水炮泥封堵炮孔的技术措施,可达到降低工作面温度和有效降尘的目的;采用复合不耦合装药结构可以有效降低爆破对围岩的损伤。

青藏铁路风火山隧道线路方案比选

结合具体工程实例的自然特征及地理概况 ,分析比较了不同隧道方案的拟定和优缺点 ,阐明了风火山隧道及其所拟定方案的特点 ,指出铁路选线是一综合性的工作 ,也是一个循序渐进的过程。

双向集风式导引型隧道内风力节能发电系统

近年来,我国车辆数量的急剧增加,且西部地区公路建设加大,而西部地区多山区丘陵,隧道较多,远距离供电成本较大。而车辆在通过隧道时,能在隧道内形成隧道风。本文充分利用汽车经过隧道产生的活塞风,设计了一种双向集风式导引型隧道内风力节能发电系统,在距离隧道地面高2m^3m处设置双向集风通道,将集风箱及风力发电机设置在隧道内风力最大位置即距离隧道地面4m^5m处,通过该双向集风式导引型隧道风力发电装置可充分利用隧道内各个方向的活塞风,且通过吸风效应,还可将隧道内的活塞风增大。利用收集到的活塞风,通过法国Gualindustrie公司的小型导引型风力发电机将风能转换成电能,可实现隧道内系统的部分照明供电问题。

基于动网格与滑移网格技术的隧道列车活塞风计算对比

列车在隧道内行驶时,与周围流体发生复杂的能量转换过程,最终产生活塞风。充分利用列车活塞风对节能减排、改善隧道内的空气质量等都能产生积极的作用。以英国Patchway隧道为数据模型,采用流体动力学计算软件,运用动网格和滑移网格技术对列车活塞风速及压力场进行模拟计算,并与实测数据进行对比验证。分析结果发现:动网格和滑移网格技术在模拟隧道活塞风的变化时,趋势均与实测数据一致,但动网格模拟出的风速平均值偏差率较滑移网格小,压力变化与理论研究更接近,更符合流场变化的实际状态。该研究可为隧道活塞风的数值模拟研究提供借鉴。

石牙山特长隧道送排风混合式通风方案设计

本设计方案从工程施工通风和现有设备出发,本着"安全、可靠、经济、合理"的原则进行施工通风方案的设计,通过方案技术与经济比较,选择适合隧道施工期间的通风设计方案——送排风混合式通风,解决隧道施工期间通风问题,创造舒适施工环境。

风火山隧道穿越地下冰层施工技术

重点介绍青藏铁路风火山隧道穿越厚层地下冰层施工中 ,针对地下冰层易热融滑塌的特点 ,摸索出一些行之有效的施工技术措施 :井挖采用预留光爆层光面爆破 ,减少装药量 ,设置保温设施 ,暖季施工利用夜间通冷风 ,低温下快速有效封闭围岩 ,加快模筑混凝土衬砌速度 ,铺设保温板 ,加强测温工作等。