高海拔铁路隧道斜井机械化配套与快速施工

为解决高海拔高寒地区斜井施工存在气压低、含氧量低、温差大、严寒干燥等问题,以某高海拔铁路隧道斜井工程为背景,结合围岩等级、断面大小、海拔高度,根据斜井施工机械化配套原则,提出高海拔陡坡长斜井机械化安全快速进洞施工工法,并选配超前支护、钻爆、装运、喷锚支护、衬砌等机械化作业线的成套设备。基于高度机械化的设备配套,提出“快挖、快运、快支”的高效施工技术以及各工序快速衔接工艺。以控制围岩变形为核心,构建一套积极干预加固围岩、注重早期支护并快速闭合的主动支护体系。结果表明:与普通钻爆法施工相比,采用三臂凿岩台车高度机械化配套施工效率高,月最快进尺为180 m,较人工钻爆法施工月进尺为130 m相比提高了近30%,施工质量稳定,作业人员投入少,且拱顶沉降和周边收敛均小于规范要求值,衬砌强度可靠,可实现高海拔小断面隧道“快挖、快支、主动支、快封闭”。

高海拔铁路隧道横通道火灾烟气扩散规律数值模拟

为了得到高海拔双洞单线铁路隧道横通道内火灾烟气扩散规律,文章以某典型高海拔铁路双洞单线隧道为依托,采用FDS火灾动力学模拟软件,建立了隧道火灾燃烧模型,分析了高海拔隧道发生火灾时,横通道内温度及可视度的分布规律,研究了横通道间距及纵向自然风风速对高海拔隧道横通道内烟气扩散的影响规律。研究结果表明:隧道内高温主要集中在火源正上方拱顶处,随纵向扩散距离增加,火灾烟气温度快速衰减至常温;随火灾时间增加,烟气沉降所引起的人眼高度处可视度降低现象越发明显。当紧急救援站位于下坡段,横通道间距增加有助于减缓烟气向横通道扩散,纵向风速增大将导致横通道内温度上升,可视度下降,不利于疏散救援。当横通道间距与自然风风速耦合作用时,二者互相干扰,各自的作用规律不明显,但存在最不利工况,有烟气扩散至救援隧道内,横通道内人眼特征高度处最高温度为41.79℃,最低可视度为13.15 m,并未超过规范给定范围,人员可经横通道进行疏散。

基于安全稀释法的柴油车CO综合海拔系数研究

为准确进行高海拔隧道施工通风设计,对高海拔隧道施工通风需风量计算方法及参数展开研究。对柴油车辆CO排放量进行多海拔测试,得到柴油车CO海拔系数;采用安全稀释法,推导出不同海拔下单位功率需风量及同时考虑CO排放量和控制标准变化的综合海拔系数。结果表明,柴油车CO浓度随海拔增高而增大,当海拔为3172 m时,柴油车释放的CO浓度约为平原地区(海拔590 m)的2倍;现有规范中柴油车CO海拔系数明显偏大,海拔3000 m处实测值较规范值减少25.61%;基于安全稀释法的施工通风需风量可根据海拔高度分3段计算,其结果较额定功率法计算需风量明显增大;根据现场测试结果,提出不同海拔区间(海拔2000 m以下、2000~3000 m和3000 m以上)柴油车CO综合海拔系数计算模型;安装DOC尾气净化器可以减少作业面处80%的CO排放量,在净化效率仅达到60%的情况下,基于安全稀释法计算的海拔5000 m处的计算需风量只有6.59 m^(3)/(kW·min)。