Analysis of the Relationship between the Number of Traffic Accidents and the Traffic Flow &Section Location in Extra Long Tunnel

In order to study the influence of the traffic characteristics on traffic accidents in extra long tunnel, the main measurement indicators of traffic flow during the time of traffic accidents are matched with the accident information to form a data set of the number of traffic accidents and the hourly traffic flow of the accident. Vehicle ratio and the number of accidents are mainly used as the characteristic indicators of traffic flow. At the same time, the longitudinal distribution law of the average speed of traffic flow and the number of traffic accidents in the extra long tunnel is studied. Based on the superposition principle, the extra long tunnel is divided into 5 traffic safety zones. This paper analyzes the distribution of time, morphology, cause of accident, and other characteristics in different traffic safety zones, finding that the shape of traffic accidents in extra long tunnel is mainly rear-end collisions. Improper operation and illegal lane changes are the main causes of accidents.

特长水下公路盾构隧道结构防火保护策略及关键参数研究

特长水下公路盾构隧道普遍设置独立排烟道进行顶部集中排烟。现有隧道工程防火技术“护顶不护墙”,顶部设有排烟道时,顶部防火保护施加在烟道板上,而烟道层拱顶管片及车道层两侧管片不施加防火保护,存在安全隐患。根据隧道结构实际可能受到的火灾高温作用,结合管片、烟道板结构相对重要性,提出了新的车道层侧墙管片、烟道层拱顶管片、烟道板结构防火保护策略,即车道层所有结构表面采用RABT火灾升温曲线,烟道层所有结构表面采用基于CFD模拟的火灾升温曲线,耐火极限均不小于2.0h,管片耐火极限由管片混凝土表面及距表面25mm处温度判定,烟道板耐火极限由烟道板的极限弯曲变形量和极限弯曲变形速率判定。基于所提出的防火保护策略,开展数值模拟及耐火试验研究,确定了防火保护技术参数。结果表明:车道层侧墙管片防火保护层等效热阻应不小于0.10℃·m~2/W;烟道层拱顶管片防火保护层等效热阻在排烟口处不小于0.10℃·m~2/W,且随距排烟口距离的增大逐渐减小,距离排烟口16m处减小为零;隧道侧墙常用装饰材料搪瓷钢板在火灾过程中易发生变形而脱落;无防火保护烟道板耐火极限大于2.0h,掺加PP纤维、钢纤维可提升烟道板的耐火性能。

截至2023年底中国铁路隧道情况统计及2023年新开通重点项目隧道情况介绍

对截至2023年底中国铁路隧道、高速铁路隧道、特长铁路隧道情况进行统计。结果显示,截至2023年底,中国铁路营业里程达到15.9万km,其中,投入运营的铁路隧道18 573座,总长23 508 km;中国已投入运营的高速铁路总长超过4.5万km,共建成高速铁路隧道4 561座,总长7 735 km,其中,长度大于10 km的特长隧道115座,长约1 471 km;中国投入运营的特长铁路隧道共286座,长约3 869 km,其中,长度20 km以上特长铁路隧道13座,长约312 km。最后,对2023年新开通的重点项目贵南铁路隧道、成兰铁路成都至川主寺段隧道的概况及特点进行介绍,并总结其技术经验;同时对广汕铁路隧道、金甬铁路隧道、南崇铁路留村大直径盾构隧道、和邢铁路隧道的技术应用进行总结。贵南铁路通过空间选线、创新岩溶处理手段,以及加强运营期间的排水措施,有效降低了岩溶发育地区高速铁路运营的安全风险;成兰铁路设计充分贯彻“减灾选线”的理念,大规模减小了运营期间的安全风险,另外创新了隧道通过活动断裂带的处理技术。随着铁路建设向西部地区转移,隧道建设将面临埋深更大、地应力更高、地质构造更加复杂、高海拔地区缺氧等系列建设问题,仍需要各位同仁共同攻坚克难,不断创新隧道修建技术。

高瓦斯特长高铁隧道通风方案设计及监测分析

成都至自贡高铁白云山隧道全长13340 m,为特长高瓦斯隧道,多工区、多阶段施工通风问题严重制约着隧道运营施工与人员安全。通过工作面最大通风量、最大供风量及沿程风压损失对不同工区施工阶段进行通风计算,设计单工区通风方案及隧道总体贯通顺序,并采用水气分离方法处理地下水及自动安全监控系统实时监测隧道瓦斯浓度。分析表明:施工的大部分时间内,2#~6#斜井的瓦斯浓度均偏低,说明合理的通风方案及工区贯通顺序可以有效降低隧道瓦斯浓度;采用水气分离方法对地下水进行处理,将地下水和瓦斯分别排出,可进一步降低隧道内瓦斯浓度;监控系统对2#、3#和6#斜井出现的瓦斯排放异常情况及时报警提示并断电保护,保证了隧道施工进度及人员安全。针对特长高瓦斯隧道多工区、多阶段施工通风,基于隧道通风方案、贯通顺序、水气分离处理及瓦斯监测等方面建立一套完整的通风监测设计方法,为类似工程提供指导。

混合式通风在特长公路隧道施工中的应用

新建的桂林-恭城-贺州高速公路大观亭隧道长5642 m,隧址区穿越海洋山自然保护区,不设施工斜井,因此工程建设能否顺利开展取决于施工通风效果。经过比选常用的机械通风方式,结合大观亭隧道的工程实际,最终采用压入式、混合式通风相结合的通风方式适配不同阶段的施工;通过计算隧道各工况需风量、风管通风阻力,确定风机供风量、风压与功率,对施工通风风机进行适配,并确定具体的施工通风方案,较好地解决了特长公路隧道施工过程中缺乏坑道辅助施工的通风问题。

穿越复杂岩溶环境的特长隧洞涌突水危险性评价——以滇中引水工程小扑隧洞为例

在复杂岩溶区,涌突水危险性评价是保障隧洞施工安全的重要工作内容之一。以滇中引水工程玉溪红河段小扑隧洞为例,在分析隧洞地质与水文地质条件的基础上,综合考虑岩石的可溶性、地质构造因素、地表汇水条件、地下水化学特征、隧洞埋深与地下水位的关系5个控制性因素,采用岩溶隧洞涌突水危险性评价系统对隧洞的涌突水危险性进行了预测与验证。结果表明:小扑隧洞北段位于鲁纳寺—牛恋村岩溶子系统的径流区。在丰水期,隧洞岩溶涌突水中危险区、高危险区、极高危险区的长度占比分别为15.8%,55.4%,28.8%。小扑隧洞南段位于西河和祭天山—黄营岩溶子系统的补给、径流区。在丰水期,隧洞涌突水中危险区、高危险区、极高危险区的长度占比分别为7.4%,52.7%,39.9%。施工阶段,小扑隧洞北段主洞揭露暗河管道,发生涌突水事故,2#支洞发生突水涌沙事故,与对应的涌突水高-极高危险性结果吻合。涌突水危险性评价结果有效地支撑了隧洞的涌突水灾害防治与安全施工。

高寒地区特长隧道隔板与风管联合式通风模拟研究

为研究隔板通风在高寒地区特长隧道中的通风效果,以甘青隧道工程为依托,采用数值模拟与理论计算分析方法,将风仓长度、风机位置和中隔板长度作为变量,研究不同风仓参数对通风效率的影响;基于最优风仓参数,进一步通过模拟计算得到风管出口最佳位置。结果表明:在保证掌子面正常供风的前提下,当风仓长度为30 m、风机位于风仓中间位置、中隔板长度为6 m时,风仓内流场分布较稳定,受涡流影响较小,通风效果最佳。对比掌子面和风管出口不同距离时的速度云图以及风速变化曲线得出,当风管出口与掌子面距离过近时,射流不能充分发展,与掌子面距离过远时,由于射流风与隧道内空气不断发生动能传递作用,射流风动能损失过大,射流无法触及掌子面,因此最优风管出口位置布设距离为25 m。研究结论可为类似工程提供参考。

高原高铁特长和超长隧道单列车通过时空气阻力变化规律研究

为研究列车通过高原高铁隧道时隧道长度、坡型、坡度、海拔和列车速度对列车平均空气阻力、最大空气阻力以及隧道平均空气阻力因子、最大空气阻力因子4个空气阻力指标的影响规律,基于一维可压缩非定常不等熵流动模型特征线模拟隧道压力波,将列车空气阻力分解为头尾车端部的压差阻力、车厢摩擦阻力、全列车压差阻力和列车周围空气重力沿列车运行方向的分量阻力(简称空气重力分量阻力),建立反映坡度的单面坡隧道空气阻力计算模型。研究结果表明:1)单列车通过有坡度隧道时,空气阻力变化规律与车外压力波和空气重力分量阻力有关,受到压缩波和膨胀波的作用增大或减小;单列车通过不同隧道长度的单面上坡/下坡、人字坡和平直隧道时,存在基于平均空气阻力的最不利坡型和临界隧道长度。单列车通过长10 km的单面上坡隧道时平均空气阻力最大,为47.05 kN。2)单列车通过单面上坡隧道时,平均空气阻力和最大空气阻力随着坡度和列车速度的增大而增大,随着海拔的升高而减小。3)通过对平均空气阻力与列车速度拟合得出,列车通过单面上坡、下坡隧道时,平均空气阻力分别与列车速度的1.92次方和2.14次方成正比。

基于区域视角的特长公路隧道消防救援可达性评价

特长公路隧道消防救援一直是公共安全及公路交通领域的难题。由于特长公路隧道“长线型、双洞分离”的特点,其不同区段及不同行驶方向的消防救援可达性相差较大,难以用现有方法准确评价。为此,本文对特长公路隧道不同行驶方向车道等距采集消防救援需求点,而后计算消防救援需求点平均行程时间,以衡量消防救援可达性。建立了基于时间加权的区域特长公路隧道消防救援总体平均可达性评价模型。为验证该模型有效性,以贵州省特长公路隧道为例,共采集了960个消防救援需求点,通过网络地图应用程序编程接口仿真救援实时行程时间。在完整的一周(连续7天)设置了337个估算场景,共获取了323520个有效评价样本。计算得出贵州省特长公路隧道的消防救援总体平均可达性为0.242,消防救援总体平均行程时间为2560.68 s,消防救援总体平均行程距离为32870.18 m,结果等级为“差”,表明该区域特长公路隧道消防救援可达性低。从安全和经济的角度考虑,可建立特长公路隧道专职消防队及在高速公路沿线收费站或服务区设置消防救援点。本文提出的评价模型可为从区域视角提升特长隧道消防救援能力提供关键方法及数据支撑。

高瓦斯长大公路隧道施工通风优化研究

特长大断面瓦斯公路隧道风险大,施工通风是隧道建设的“生命线”。以在建贵州公路第一隧—桐梓隧道为工程背景,综合考虑瓦斯涌出量、爆破炮烟、工作最多人数、作业机械以及最小风速,分别计算压入式通风和巷道式通风需风量、风压及风机功率,分析了风管直径对通风阻力的影响规律,并对2种方案瓦斯浓度和风速进行了数值分析,最后比较2种方案的经济性。结果表明:原设计压入式通风方式未考虑非煤系地层瓦斯涌出而无法满足施工通风要求;风管直径对通风阻力影响显著,结合工程实际选用1.8 m风管直径;数值分析表明,压入式通风断面最大瓦斯浓度始终高于巷道式,巷道式通风的瓦斯浓度比压入式通风提前进入稳定区随后趋向于0,巷道式通风的速度稳定区的值比压入式通风高2~2.5倍;巷道式通风方式相比压入式通风,设备投入和运营费用均较低,经济性更优。研究成果具有典型代表性,可为隧道施工通风提供理论指导和工程参考。

超长电力隧道通风设计运行参数计算方法

为有效排除电缆发热量,超长电力隧道通风能耗巨大。实际运行中电缆大多数时候处于非饱和运行状态,故实际所需的通风量明显小于通风设计工况,因此存在很大的通风节能潜力。但是,由于缺乏理论支持,该节能措施难以落实。为此,本文针对超长隧道内部温度场进行数值模拟研究,探讨通风量、电缆发热强度和通风区段长度的相关性,建立了基于隧道出口气温不高于40℃限制条件下的运行参数关联式,可快速准确地预测已建成隧道实时所需通风量,也可用于隧道设计阶段参数计算。

超前地质预报技术在岩溶隧道中的对比应用

特长可溶岩隧道中岩溶和水文地质条件复杂多变,规律性较差,盲目施工易造成突泥、突水及坍塌等事故,有效的超前地质预报为隧道安全掘进提供重要保障,目前尚无一种能独立解决各类地质问题的预报手段。本研究以中老铁路曼勒一号隧道为背景,以地质调查为基础,采用TSP、地质雷达、瞬变电磁及超前水平钻探等方法,对DK446+465~DK448+580段岩溶和地下水发育情况进行了预报,基本探明了预报段地质情况。同时,对各类预报方法进行了分析对比研究,希望为其他岩溶隧道的超前地质预报工作提供一定的借鉴参考。

椿木山特长隧道施工风险评估及精细化施工方案研究

为提高特长隧道的施工效率,降低施工成本,本文依托椿木山特长隧道开展风险评估及精细化施工技术研究。分析了该隧道施工的重难点,结合各种风险源对隧道风险进行评估。基于隧道施工工艺,从人力安排和施工工时多角度分析了“七台套”大机作业的实施成效。并根据多种因素对比各种竖井布置方案的经济效益。结果表明:(1)隧道风险评估仅考虑单一风险忽视作业风险会使得风险出现不可控现象,应从地层、水文及技术水平等多角度分析;(2)与传统钻爆法施工相比,大机作业施工在降低人力成本和提高施工效率方面都具有明显优势;(3)竖井布置方案应在满足正常运营通风条件下选择埋深短、施工方便、经济效益好的方案。本文的研究成果为椿木山隧道施工提供了技术支持,也可为类似隧道提供技术参考,有助于大机作业推广。

超长电力电缆隧道冬季温度分布特征及通风节能潜力

为了解冬季通风时隧道内的换热情况和节能潜力,对冬季室外气温为4~12℃时超长通风区间特高压电力隧道内的温度分布特征进行数值模拟研究。采用ANSYS Fluent 19.2软件,通过用户自定义程序完成电力隧道全长的模拟。对冬季隧道的传热特征和通风节能潜力进行分析,定义并给出了冬季能实现最大节能效果的临界通风量。结果表明:具有超长通风区间的电力隧道存在通过降低通风量从而实现节能的潜力;冬季电力隧道前段土壤放热、后段土壤吸热,土壤放热量占比受室外气温影响,而土壤吸热量占比受室外空气温度和通风量影响;冬季室外气温越低,临界通风量越小,通风节能潜力越大,当冬季室外气温为4~12℃时,最大可能节能率为91%。

测量网形对特长隧道贯通误差的影响

控制测量精度直接影响隧道工程建设质量,是决定隧道工程能否精确贯通的关键因素。控制测量精度受多种因素影响,其中测量网形则是其精度影响的关键因素之一。以某特长铁路隧道工程为例,根据现阶段隧道工程测量技术与经验,分别设计若干种洞内、外控制测量网形方案,采用数据模拟的方法,分别计算各方案的隧道横向贯通误差影响值,结合实际工作量与隧道工程贯通限差要求,分析各控制网在特长隧道工程控制测量中的应用情况,为特长隧道控制测量工作的开展提供参考。

隧道洞内超短导线边测量方法及工程应用

隧道施工中,由于多种因素,不可避免地会遇到短边导线的问题。在固定的仪器、人员及观测误差下,导线长度越短,方位传递的误差就会越大。这导致在长距离引导隧道挖掘过程中存在较大的技术风险,有时甚至可能导致对接不准确以至于形成“穿袖”现象,造成巨大经济损失。这一问题在隧道工程测量中较为常见,且尚未找到有效的解决办法。本文通过研究CZ铁路YG隧道、西成铁路甘青隧道等多个特长隧道的案例,并通过大量实践找到如何通过技术和设备上的创新方法来精确传递短边方位。本文提出了一种创新方法,仅使用2个棱镜即可有效进行短边方位的传递,成功实现了20~40 m短边方位一次传递精度达1″级精度,为山区隧道的短边方位测量提供了一种简易而有效的解决方案。

特长隧道敞开式TBM掘进机施工岩爆的预防及处治措施

作为岩体中较高的地应力,岩爆具有相当显著的脆性和一定的弹性,突发性、随机性和危害性都很强。基于岩爆与施工活动在时空上的相互作用,可以将其划分为即时型、延迟型和周期型3种类别。以天山胜利隧道(全长22.13 km)的服务隧道为例,针对TBM掘进机在岩爆区域的施工,通过现场实验,以及对TBM掘进机防护策略和不同支护方式的实际操作经验,总结出如何使敞开式TBM更有效地穿越岩爆地带的施工方法。该研究成果与敞开式TBM掘进机预防、处治对岩爆段施工相一致,对现场采取措施具有一定的指导意义,可作为类似隧道敞开式TBM掘进机预防、处治对岩爆段施工的重要参考资料。

基于AHP和熵权法的特长水下隧道运营安全评价研究

针对特长水下隧道运营特点,对中间段和洞口段运营安全风险因素进行分析,建立了运营安全评价指标体系。基于层次分析法和熵权法建立评价指标的综合权重计算模型,结合模糊评价法建立了运营安全评价模型,结合实际工程进行了案例评价研究。结果表明,该特长水下隧道运营呈现安全状态。

互助北山特长隧道涌水量预测研究

【目的】为了给隧道设计和施工提供依据,需对隧道涌水量进行预测。【方法】以青海互助北山特长隧道为例,基于勘察报告,综合分析其自然地理情况和工程地质条件,对地表水和地下水化学特征进行详细分析,采用降水入渗系数法、地下径流模数法和地下水动力法等三种方法对隧址区涌水量进行预测分析。【结果】结果表明,采用地下径流模数法计算的结果对施工安全的保障更有利。【结论】研究成果对类似特长隧道涌水量预测具有一定参考意义。

特长公路隧道消防供水分区方案及其数值模拟研究

消防水系统是保障隧道消防安全的重要组成部分。针对隧道高压高位消防水池给水系统管网压力大、配水方式不合理等问题,结合特长越岭公路隧道消防需水量大、给水管网复杂且连接成环的特点,提出了一种利用隧道排放地下水作为洞内消防分区供水方案,并通过EPANET软件建立了桐梓隧道全段高位消防水池供水模型及洞内横通道消防水池分区供水模型,计算了管网水压力,模拟了火灾工况。结果表明:1)桐梓隧道适宜分2区供水,在满足消防管网系统最小水压力下,分区供水和给水系统相互独立,能明显降低管网水压力,洞内消防水池加压泵供水优于重力供水;2)该方案既提高了消防管网可靠性,又充分利用了隧道地下排水,可为特长公路隧道消防供水设计和地下水综合利用提供参考。