富水砂层地铁盾构隧道渣土混合改良的流塑性与渗透性

[目的]盾构在富水砂层中掘进时,易产生刀盘扭矩过高、磨损严重以及螺旋运输机喷涌等问题。为了保证施工的安全性,需对渣土进行改良。[方法]以西安地铁16号线某盾构区间工程为依托,根据砂土地层自稳性差、摩擦性高、渗透率高的特点选取渣土改良剂。通过渣土坍落度试验、渗透试验、现场试验相结合的方式,采用泡沫单独改良、泡沫及膨润土泥浆混合改良两种方案开展富水砂层渣土改良试验研究。[结果及结论]实际盾构掘进施工中,在考虑安全、高效、经济的前提下,结合室内试验所得数据,确定采用膨润土泥浆、泡沫混合改良的方案。当膨润土与水质量比为1/8,发泡液质量分数为3%时,改良剂性能满足施工要求;泡沫单独改良渣土受含水率影响大,含水率越高,泡沫最佳注入率越小。中砂的最佳改良方案是BIR(膨润土泥浆注入比)为10%,FIR(泡沫注入率)为20%~25%;砾砂的最佳改良方案是BIR为10%,FIR为35%~40%。工程实践表明,渣土混合改良效果良好,盾构掘进参数平稳。

我国屏蔽门地铁站的通风空调合理能耗修正方法

[目的]针对地铁站能耗持续增长的态势,为准确评价当前地铁站用能水平,挖掘节能潜力,推动建筑节能工作,需要对屏蔽门地铁站的通风空调合理能耗修正。[方法]采用能耗原理模型,系统性地建立了各气候区地铁站的合理能耗基准。针对寒冷地区、夏热冬冷地区和夏热冬暖地区等不同气候区的典型城市,模拟得到了基准工况下的屏蔽门地铁站通风空调系统能耗约束值和引导值。考虑到各地气候差异和车站服务状况的差异,定量分析了气候条件、客运量、发车对数和隧道长度对地铁站通风空调合理能耗的影响程度,进而提出了各气候区不同城市、不同服务状况的屏蔽门地铁站通风空调系统合理能耗的修正计算方法。[结果及结论]气候条件中年平均湿球温度与能耗的相关性最高,相关系数R²为0.950;年总客运量从500万人次增加到1100万人次,各气候区合理能耗指标增加2.2%~2.9%,各气候区之间差异不大;日总发车对数从140对增加到310对,各气候区合理能耗指标增加了2.0%~7.4%,不同气候区之间具有明显差异;隧道长度1200m的车站比800m的车站,合理能耗指标高1.5%~4.9%,不同气候区之间具有明显差异。

隧道下穿既有地铁车站影响研究与车站预留下穿条件分析

随着轨道交通建设的发展,已建地铁车站对规划线路区间隧道下穿的预留有多种形式。文章结合成都不同的车站预留下穿条件和下穿方式进行研究与探讨,对直径8.3m盾构隧道下穿既有运营车站的监测值进行归纳总结,对车站预留下穿条件进行分析,并提出合理化建议,为后续隧道下穿既有运营车站的安全控制及车站预留规划隧道下穿条件提供参考。

地铁通风空调系统新技术及对东莞地铁适应性分析

地铁通风空调系统运行能耗通常超地铁总能耗的50%以上,因此地铁通风空调系统具有较大的节能空间。从国内地铁通风空调系统的现状及问题切入,阐述了进一步优化地铁通风空调系统的必要性。针对国内在优化地铁通风空调领域的一些新技术与新产品,对以下几方面进行了深入研究:磁悬浮离心机的优势和获得广泛推广的现状;蒸发冷空调出现的契机、发展历史和碰到的困难;高效制冷机房的构成及如何实现整体提高机房能效ERRa值;精细化设计与施工需重点关注的问题、解决措施和实际效果。并对东莞地区进行了适应性分析,提出选用磁悬浮制冷主机,建设高能效机房,谨慎选择蒸发冷空调,以及更精细化设计与施工等措施来优化东莞地铁通风空调系统,对未来推动建设技术先进创新竞争力强的中国地铁具有积极的意义。

空调系统对地铁车内噪声影响与优化分析

[目的]地铁车内噪声影响着乘车的舒适性,其中空调系统对地铁车辆车内噪声的影响不容忽视,因此有必要对相关问题进行研究,以期提高乘客的乘车体验感。[方法]基于SEA(统计能量分析)法,建立了地铁列车车内噪声仿真模型,并结合空调机组实测声源数据,进行仿真计算;研究了空调机组对车内噪声影响及优化方法。[结果及结论]在静置工况下,空调噪声对车内噪声影响最大;在运行工况下,由于动车受到牵引系统噪声的影响,空调系统对拖车车内噪声的影响比动车大;随着地铁运行速度的提高,轮轨噪声占主要成分,空调对车内噪声的影响降低;空调系统对车内噪声影响主要在400 Hz以下的中低频段,而在400 Hz以上频率成分主要由轮轨噪声及牵引系统噪声导致。地铁车辆空调系统送风口对车内噪声贡献量较大,通过优化送风口可显著降低该地铁车内噪声。

青岛地铁13号线节能型能源管理系统的节能评估与分析

[目的]青岛地铁13号线建设方对于运营过程中的节能具有较高的要求,建设过程中为了贯彻轨道交通节能、环保、智能的理念以及实际需求,需要从地铁机电系统中寻找可以通过控制系统实现节能的切入点。[方法]通风空调是地铁的能耗大户,也是目前节能关注的重点,为此,中交第二公路勘察设计研究院有限公司针对其特点创新设置了节能型能源管理系统并成功上线运行。该系统首次打通了能源管理与环控系统风水联动节能控制之间的信息传输通道,使原本独立的两个系统可以协同运行。通过对能耗的分析、调控、管理,利用节能型能源管理系统模型与控制策略实现环控系统内风系统和水系统的联动控制,从技术上实现节能的目的。[结果及结论]在节能模式与非节能模式交替运行相同时间的情况下,对各测试车站的空调水系统和风系统能耗进行测试、记录和对比,计算得到节能型能源管理系统的节能率,以此判断节能效果完全能满足系统设计时的最低节能要求。类比设定时间段内两种运行模式下站内环境变化,确定节能型能源管理系统的运行能够保证站内环境在节能的前提下能处于稳定舒适的状态。

地铁风水电安装质量控制——以南京轨道交通6号线为例

以地铁建设工程中的风水电工程为出发点,依托南京轨道交通6号线工程,深入研究了通风空调、给排水与消防和低压配电照明的施工方案及技术措施,同时对风水电设备安装问题,提出了针对性的质量控制措施。

哈尔滨地下交通暖廊在供暖空调方面的减排讨论

文章研究了哈尔滨地下暖廊内采暖及空调系统的节能措施,提出了地下暖廊在保证舒适环境的前提下实现节能减排目标。文章同时建议多采用地源热泵及太阳能系统等清洁能源,以实现暖廊在供暖与空调系统上的节能降耗。根据国际及国内相关标准所提出的舒适度评价指标等,对暖廊进行指标的选取及计算。针对指标计算中各个参数提出降耗建议,并结合国内已有案例的降耗情况,测算采用新能源系统后暖廊的整体降耗水平。

地铁车辆空调风道内气动噪声数值仿真分析

为了研究地铁车辆空调系统辐射噪声的变化规律,提升地铁车内声品质,以空调机组和送风风道的组合模型为基础,采用有限体积法和基于声学有限元的自动匹配层技术,构建设计风量条件下的计算域网格。通过建立地铁列车空调风道系统气动噪声的仿真模型,分析了风道的流场、气动噪声源性能以及辐射噪声性能,研究了风道内流场分布特征及其声学规律。仿真结果表明:风道内用于调节送风均匀性的孔板,同时具有消声作用,可进一步降低风道内流场扰动引起的噪声;对于空调机组的噪声,风道具有较大的降噪效果;在客室和司机室连接处,贯通道处声压较高,需要采取有针对性的减振降噪措施。文章对地铁车辆空调送风风道内气动噪声特性的研究为地铁车型车内声学优化设计提供了参考。

地铁列车空调车外计算参数优化

轨道交通运载量大,且便捷快速,极大程度地缓解了地面交通压力,成为交通运输领域的发展重点。列车空调负荷计算是空调机组选型设计及运行控制的重要依据,地铁列车空调车外计算参数是列车空调负荷计算的基础。我国不同气候区的气候差异较大,且地铁列车与建筑应用场景不同,需要对不同气候区的地铁列车空调车外计算参数进行优化。选取不同气候区多个典型城市作为研究对象,对不同气候区典型城市全年车外环境参数进行分析后,基于地铁列车运行时间的规律性,剔除地铁非运营时段气象参数,结合隧道环境,对地铁列车车外环境计算参数进行优化。结果表明,与建筑室外计算参数相比,不同气候区典型城市地铁列车车外计算参数普遍高于建筑室外计算参数,夏季时约高2℃,冬季约高出0.5℃。

地铁车辆不同载客工况客室流场及温度场数值仿真研究

针对地铁车辆乘客数量变化幅度较大的特点,基于AW0空载通风、AW1半冷、AW2定员全冷3种工况,建立包括乘客人体模型、客室空间、风道、门窗、座椅等在内的三维整车全流场几何模型,采用六面体网格进行客室计算域的空间离散,完成客室空间气流组织分布、典型截面速度场及制冷温度场的仿真计算和对比分析。研究表明,地铁车辆空调通风系统及风道的设计合理,整个客室空间的气流组织分布均匀。地铁车辆根据载客人数的变化,通过合理调节送风量及送风温度,减少能源消耗的同时,可以满足车辆工程设计的要求。

北方地区地铁高架站热回收型多联机空调适用性分析

基于北方严寒和寒冷地区的地铁高架站,冬季车站站厅及设备管理用房人员房间有供热需求,同时车站设备用房存在大量散热需排除余热的情况,提出设置热回收型多联机,满足站内同一时间供冷和供热,相比与设备房间和人员管理房间分开独立设置空调,具有一定的节能优势。本文以某地铁高架站为例,从投资及运行能耗方面,分析探讨热回收型多联机空调在北方地区高架车站的适用性。

太原市地铁试运营期间室内空气卫生状况调查

目的监测和评价太原市地铁试运营期间室内空气卫生状况,为地铁正式投入运营后卫生管理提供依据和建议。方法2020年11—12月,根据《公共场所卫生检验方法》(GB/T 18204)、《室内氡及其衰变产物测量规范》(GBZ/T 182-2006)等标准,对太原市地铁试运营期间室内空气中细菌总数、甲醛、氨、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、一氧化碳、二氧化碳、可吸入颗粒物、氡及其子体等卫生学指标进行检测。结果23个车站的站厅、站台层检测项目中空气中细菌总数、甲醛、氨、苯、甲苯、二甲苯、臭氧、一氧化碳、二氧化碳、可吸入颗粒物、氡及其子体合格率均为100%,但温度不能满足公共场所卫生限值要求。换乘站与非换乘站、站厅层和站台层间的细菌总数、氡及其子体浓度检测结果均无显著性差异;装修对氡及其子体浓度的影响无显著性差异。结论太原市地铁试运营期间23个车站室内空气卫生状况良好,建议相关部门在正式投入运营前继续加强相关卫生管理和监测,保障乘坐地铁人群的健康。

地铁车辆空调冷凝水库内排放研究与设计优化

为研究空调冷凝水排放最佳方案,从冷凝水排放结构着手,提出了集中排放方案。通过增设冷凝水箱、电磁控制阀等措施将运行中的冷凝水自动存储,并将排水口调整至车辆底部中央位置。工程实践证明,相比于排水沟和排水坡两种形式,优化车辆冷凝水排水结构可以节省90%的工程成本,并在检修影响、维护保养和外形美观等方面均具有明显优势。

变工况下地铁屏蔽门风压特性实测研究

针对屏蔽门风压问题,通过改变车站公共区机械送排风系统、轨行区上下排热系统和活塞风井通风系统得到8种组合工况,对列车正常运行下屏蔽门风压进行测试。结果表明:在车站公共区机械送排风系统变工况下,不同位置屏蔽门同一时刻承受的风压极值最大相差近50%,不能作为调控屏蔽门风压的有效手段;轨行区上下排热系统变工况下,开启上排热能降低中部屏蔽门的最大正压值,但对两侧屏蔽门的效果并不好,因此轨行区上排热系统不能作为调控屏蔽门风压的有效手段;双活塞风井连通风阀变工况下,开启连通风阀能有效降低屏蔽门风压值,正压峰值最大能降低88.3%,负压峰值最大能降低50%。

送风温度波动对恒温波荡器隧道温控精度的影响

在波荡器隧道中由于科学装置的特殊性,对隧道内空气温度稳定性的要求非常高。以某恒温波荡器隧道为研究对象,应用PHOENICS软件建立了物理模型,采用数值模拟方法研究了送风温度波动对隧道恒温区域温度稳定性的影响,以确定温度波动的临界值。结果表明:当送风温度发生波动时,越靠近隧道两端区域,空气温度波动幅度越小;当送风温度波动值为±0.200℃时,在30 min内,隧道内恒温区域轴向的温度波动值在-0.013~0.180℃之间,径向的温度波动值在-0.029~0.187℃之间。因此,为了满足波荡器隧道恒温区域的温控精度(±0.200℃)要求,送风温度波动不得超过0.200℃。

拱盖法暗挖地铁车站风道接主体进洞技术方案分析

目的:在施工过程中,当风道等附属结构转入车站主体施工时,两者连接处的受力复杂,施工难度较大,因此需对地铁车站风道接主体进洞技术方案进行研究,选择一个合理的接口形式,以保证施工工程的质量与安全。方法:以青岛地铁某拱盖法施工车站工程为例,采用MIDAS GTS软件建立风道接口有限元模型;结合现场监测数据,对比分析风道挑高半断面进洞方案、风道挑高全断面进洞方案、风道压低半断面进洞方案和风道压低全断面进洞方案的地面位移与支护结构应力。结果及结论:风道压低与风道挑高方案相比,风道压低方案的最大竖向位移为8.40 mm,风道挑高方案的最大竖向位移为21.70 mm,其是风道压低方案的2.6倍;施工结束后,风道压低方案的最终竖向位移为1.34 mm,风道挑高方案的最终竖向位移为10.50 mm;风道压低方案中,全断面进洞方案的最终竖向位移为1.42 mm,半断面进洞方案的最终竖向位移为1.26 mm。综合考虑4种方案的支护结构应力分析结果,风道压低全断面接口方案的支护结构应力偏小且满足强度要求,因此风道压低全断面接口方案为最优方案。

地铁强冷和弱冷车厢的人体舒适率分析

目的:在夏季高温天气,车厢内的温度冷热不均成为了地铁乘客反映最多的问题,因此有必要研究地铁车厢环境温度对人体舒适率的影响问题。方法:对7条地铁线路强冷和弱冷车厢的温度及湿度平均值进行实测分析;建立车厢模型,并明确模型的边界条件;根据地铁车厢环境温度的实测数据,采用计算流体力学的方法,针对强代谢率乘客和弱代谢率乘客在不同环境温度下的PMV(预测平均评价)热舒适性评价指标,分析地铁车厢内4种典型截面处的人体舒适率。结果及结论:强冷车厢内的温度约为23℃,弱冷车厢内的温度约为26℃,强冷车厢和弱冷车厢的温度差约为3℃,且同一节车厢内的温度也有2~3℃的上下浮动;强代谢率乘客在20.7~22.0℃温度范围内的舒适率较高,在22.0℃时的舒适率达到最高,车内舒适率为41%。强代谢率乘客在20.7~22.0℃温度范围内的车内舒适率较高;弱代谢率乘客在23.0~24.3℃温度范围内的舒适率较高,在24.3℃时的舒适率达到最高,车内舒适率为42%。

地铁车辆空调系统变频改造及谐波抑制方案技术研究

随着城市轨道交通行业的飞速发展和国家对“节能减排”的重视,地铁列车空调系统的节能性变得尤为重要。早期地铁空调系统基本为定频空调,在不改变原有定频空调主体结构的前提下,通过换型为变频压缩机、增加变频器,以及开展相关的电路及结构改造可升级为变频空调,从而降低能源消耗。文章以某地铁公司变频空调改造项目为例,分析地铁车辆空调变频改造技术,针对变频改造中线性负载变为非线性负载时谐波电流注入导致谐波电压畸变超标,衍生出的SIV与空调匹配性问题,设计谐波抑制方案,通过在空调输入侧增加电感降低谐波分量,并叠加LC谐振回路对含量相对较高的5次方和7次方谐波进行反向振荡削减其谐波含量,有效将谐波电压降低在设计标准5%范围内。

不同气候区地铁列车空调全年动态负荷特性

车厢内空调负荷决定了列车空调机组的设计容量,目前车厢负荷通常按照国家标准规定的稳定负荷进行计算,实际上车外环境气象参数和车内载客量是实时变化的。因此,选取多个城市作为各气候区的典型城市,基于地铁列车空调负荷计算方法,对不同气候区典型城市地铁列车单节车厢内空调全年动态负荷进行计算,以探索不同气候区的地铁列车单节车厢空调的负荷特性和适合相应气候区的单台热泵空调机组设计容量。