基于改进的CFK方程的隧道CO浓度限值的研究

隧道通风以控制CO、颗粒物为主。我国现行规范《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ026.1—1999)(以下简称《规范》)给出了不同通风方式隧道在不同运营工况下CO浓度设计限值。国外对隧道内CO浓度限值的设定有着越来越低的趋势。根据纵向通风、半横向通风隧道CO分布特性,改进了用于计算在一定环境CO浓度及暴露时间下人体血液中碳氧血红蛋白浓度的Coburn-Forster-Kane方程(CFK方程),并基于此对《规范》中CO浓度设计限值进行了研究。结果表明,从生理角度出发,《规范》的设计标准可能已高于实际需要,若条件允许,可适当提高隧道CO稀释标准。此外,《规范》在阻滞工况的设计限值以及长隧道的适应性方面并不合理。

基于改进CFK方程的隧道纵向通风CO需风量计算

隧道通风中稀释CO的需风量是用来满足人体的卫生健康要求的,CO对人体的危害与CO的浓度和人体在CO环境中所处的时间有关。现行隧道通风规范中给出了CO的设计浓度,可以用来计算CO设计需风量;而在隧道运营通风中,随着机动车行驶速度的变化,机动车穿过隧道的时间不同,需要根据运营工况调节通风量。CFK方程(Coburn-Forster-Kane方程或者剂量-反应方程)是用来计算在一定CO浓度环境中的停留时间与人体血液中碳氧血红蛋白浓度(COHb)的公式。根据纵向通风CO浓度沿程分布的特点,改进了CFK方程,并根据改进的CFK方程计算在不同速度以及COHb下的纵向通风CO需风量。结果表明,采用改进的CFK方程的计算纵向通风的需风量更加符合纵向通风的特点,其计算结果比改进之前要小约一半;人体COHb浓度限值是对于通风量的较敏感因素;在20 km/h时,改进CFK方程需风量计算结果是根据规范计算的CO设计需风量的约80%;行车速度越大,采用改进CFK方程计算得到的需风量结果比设计需风量小得越多。

隧道出碴过程CO浓度监测与模拟研究及应用

为确保隧道施工及管理的安全,针对隧道出碴过程风流流场的复杂性和CO浓度分布的不确定性等特征,结合某特长隧道施工实际,运用Fluent软件模拟分析隧道出碴过程洞内流场及CO浓度分布,得出了隧道出碴过程洞内通风流场的特性及CO浓度场的空间分布规律,并结合现场监测验证了结果的可靠性;结合应用CFK方程分析施工作业人员血液中COHb与环境中CO浓度、连续作业时间的关系,提出了合理的CO浓度限值及安全连续作业时间,为隧道安全施工及管理提供技术依据。

纵向通风隧道正常运营CO浓度限值计算

我国《公路隧道通风照明设计规范》与国外标准对隧道内CO浓度限值的设定在计算方法和取值上都存在差异.针对射流风机式及竖井送排与射流风机组合式纵向通风隧道CO浓度分布特性,基于差分形式的Coburn-Forster-Kane方程(CFK方程),拟合了两类典型纵向通风隧道正常运营CO浓度限值计算式.结果表明:尽管两类隧道具有不同的CO浓度分布特性,工程中可按相同的限值设计;对于长隧道,我国应设定更严格的限值标准.

高原公路隧道运营空气环境CO浓度控制标准的研究

本文调研了一氧化碳(CO)对人体毒性的影响因素,统计分析了四川省境内部分公路隧道车辆按设计时速通过所需要的时间分布规律,并取人体内COHb浓度达到2%为危险限值,基于CFK方程计算得到不同海拔高度下不同车辆通过保证率的CO浓度控制标准。结果可以为高原公路隧道运营通风的设计提供基本的参考。