A hybrid ventilation scheme applied to bidirectional excavation tunnel construction with a long inclined shaft

The breakage and bending of ducts result in a difficulty to cope with ventilation issues in bidirectional excavation tunnels with a long inclined shaft using a single ventilation method based on ducts.To discuss the hybrid ventilation system applied in bidirectional excavation tunnels with a long inclined shaft,this study has established a full-scale computational fluid dynamics model based on field tests,the Poly-Hexcore method,and the sliding mesh technique.The distribution of wind speed,temperature field,and CO in the tunnel are taken as indices to compare the ventilation efficiency of three ventilation systems(duct,duct-ventilation shaft,duct–ventilated shaft-axial fan).The results show that the hybrid ventilation scheme based on duct-ventilation shaft–axial fan performs the best among the three ventilation systems.Compared to the duct,the wind speed and cooling rate in the tunnel are enhanced by 7.5%–30.6%and 14.1%–17.7%,respectively,for the duct-vent shaft-axial fan condition,and the volume fractions of CO are reduced by 26.9%–73.9%.This contributes to the effective design of combined ventilation for bidirectional excavation tunnels with an inclined shaft,ultimately improving the air quality within the tunnel.

棉桠特长公路隧道通风方案研究

为解决棉桠特长公路隧道采用全纵向射流通风无法满足运营通风需求的难题,根据已有工程设计实践经验,基于对该隧道的线形指标、地形地貌、地质条件、施工条件、施工工期、工程造价等方面的综合分析,并结合通风计算,拟定了该隧道采用结合地下风机房的分段纵向式通风方式。在重点兼顾施工工期和工程造价前提下,通过对仅设置竖井、分设斜竖井、竖井结合施工横洞的两区段通风和斜井结合平导的三区段通风4种分段通风方案比选,提出了棉桠隧道采用分设送风斜井和排风竖井,结合地下风机房分两区段全纵向通风、三区段排烟的总体通风方案。该方案可供在穿越山体浑圆、洞身无法设置斜井和工期受控条件下的公路特长隧道借鉴。

大万山隧道通风斜井中隔墙优化设计方案研究

大万山隧道设有两道通风斜井,长度共计3155m。原设计斜井中隔墙采用钢筋混凝土结构。鉴于钢筋混凝土中隔墙施工进度较慢,延缓整体工期,故文章提出将中隔墙优化为波纹钢板中隔墙的设计方案。该优化方案契合国家推广使用钢结构的理念,可降低施工难度,加快施工进度。经过结构受力验算,采用波纹钢板中隔墙满足受力要求,该方案具有可行性。

摩天岭隧道斜、竖井通风方案比选

特长公路隧道通风方案直接影响工程造价及建设工期,合理的通风方案有利于降低建设期成本及运营费用,通过加强施工组织设计、合理调度资源,确保施工进度满足项目工期要求。针对摩天岭隧道提出四种通风方案:双斜井方案、双竖井方案、斜井加竖井方案、全射流通风方案,通过方案比选及技术、经济分析,最终确定采用方案二双竖井方案,该方案可满足隧道运营期的使用要求,同时该方案工程造价较低。

关角隧道单车道无轨斜井施工方案优化

针对关角隧道XGZHQ5-2标段单车道无轨斜井施工进度滞后的现状及其施工中遇到的难题,通过加强科技创新和经验总结,采取双联进洞、中隔板通风、皮带机运输等方式对施工方案进行切实可行的优化,同时加强项目管理,有效地缓减了工期压力,为关角隧道现场施工提供指导,为类似工程建设提供参考。

大丽攀铁路特长高瓦斯隧道施工通风方案研究

大理(丽江)至攀枝花铁路仁和隧道在洞身中部及出口端长距离穿越煤系地层,为特长高瓦斯隧道。为了缩短该隧道独头通风长度并形成巷道式通风,针对高瓦斯段落出现在洞身中部的问题,采用了主副斜井射流巷道式通风为主的施工通风方案,利用射流风在洞内形成主风流,为轴流风机将新鲜风送至平导和正洞掌子面提供了有力保证。通过工区划分合理化、需风量计算、通风设备布置优化等,制定和优化了施工通风方案,较好地解决了铁路特长高瓦斯隧道施工通风问题,验证了线路和隧道方案的可行性。

特长高瓦斯隧道双斜井辅助正洞施工通风的数值分析

为研究特长高瓦斯隧道利用双斜井辅助正洞通风的问题,以贵州在建桐梓隧道为例,计算其需风量和选择风机型号,采用数值分析的方法研究了巷道式通风下隧道内风流场变化和瓦斯运移规律.结果表明,该通风方式隧道内瓦斯最高浓度为0.25%,降低了86%,正洞回风平均风速可达0.5 m/s以上,排风道风速均在0.75 m/s以上;射流区一侧瓦斯浓度沿隧道轴向呈“急速下降-逐渐稳定”的趋势,回流区一侧瓦斯浓度沿隧道轴向呈“急速下降-缓慢上升-逐渐稳定”的趋势;掌子面瓦斯浓度随时间呈“急速下降-缓慢上升-逐渐稳定”的趋势;轴向风速在掌子面附近会发生较大波动,瓦斯浓度在距离掌子面2 m的位置达到最小.

吕梁山隧道5号斜井工区施工通风方案研究

施工通风是特长隧道施工组织设计中的一项重要任务,对特长隧道能否顺利建成具有关键性作用,以吕梁山特长铁路隧道5号斜井工区为例,根据长大斜井与正洞多工作面施工的特点,提出设计方案,并据此推算出施工风量布置风机,以选择合理通风方案,并针对该工区施工通风特点提出了建议。

高原缺氧地区长斜井隧道通风探讨

针对高寒缺氧斜井施工过程中的通风问题,以青藏铁路西宁—格尔木增建第二线的关角隧道为例,结合工程实际情况进行了方案比选,并介绍了实施过程中的参数计算方法,通风方式及管理措施,从而达到了合理的通风效果,积累了一定经验。

临清高速王家寨隧道通风井优化设计

为解决王家寨隧道斜井受临翔端半成岩(砂岩夹黏土岩)的地质条件制约,两年半时间斜井累计仅施工约242m的局面;本文就斜井和竖井方案,从建设费用、建设难度、建设工期、辅助主洞功能、长期运营等方面对王家寨隧道通风井方案展开对比和论述,提出如下结论与建议。①基于本隧道工程现状,在不考虑井辅助主洞施工的前提下,竖井方案在各方面都优于斜井方案,具有明显的优势。②建议项目建设单位放弃仅施工242m的斜井,在隧道中部埋深不大的区段,选择一处地表地形较平坦、地质良好的位置设置一处竖井重新施工。③类似特长隧道在前期决策和设计阶段,建议对隧道地质情况进行详细勘察和研究,并制定合理化项目建设工期,从多方面考虑,最终选择最合适的通风方案。

郑州地铁17号线长大区间隧道中间风井通风方案研究

郑州地铁17号线长大区间隧道(机场站—新港八路站)设置2座中间风井,长度约为6.7 km。为研究该长大区间中间风井最佳通风方案,采用SES软件建立全线数值计算模型,分析对比不同中间风井活塞通风模式下,该区间隧道的新风量、温度、初投资和牵引能耗费用等,得到中间风井最佳通风方案。结果表明:1)双活塞通风模式下该区间隧道新风换气次数最大且大于3次/h,远期高峰小时隧道内平均温度最低;2)双活塞通风模式初投资最高,牵引能耗费用最低,相较于其他通风方案,建成通车后26年节省的总牵引能耗费用可抵消额外投资;3)从隧道环境和工程经济性综合分析,推荐采用双活塞通风模式。研究结果可为地铁隧道通风系统设计提供参考。

大相岭隧道通风斜井施工方案优化

针对进场便道险峻、洞口地形狭窄、斜井坡度陡的原通风斜井设计施工方案,通过现场详细踏勘、多方面的方案比对,对原设计施工方案进行优化,将斜井坡度减少,变有轨运输为无轨运输,实现了"安全、环保、优质、经济、快速"的建设管理目标。

长斜井双线正洞隧道施工通风方案优化

黄土隧道采用机械开挖,工作面柴油设备总功率相对较大,通过理论分析比较,提出了3个通风方案,通过风量及风压计算,并对可行性方案进行了经济技术比较,确定了采用串联风机压入式通风供风,并且在串联处增设鲜风室作为通风中转站,既能降低风压,实现更长距离通风,还能保证进入串联风机的风不是循环风,提高了供风质量。

长大公路隧道施工通风技术研究

结合某长大公路隧道通风的长度和要求,介绍了隧道进口正洞压入式通风与隧道斜井压入式通风两种方案,并对两种方案下不同的通风工况进行了计算分析,有利于比选出最佳的通风方案。

基于数字地球的公路特长隧道通风方案研究

目前我国公路特长隧道通风方案设计多通过人工比选开展,充分利用已由工程经验,但效率低,且难以考虑所有的方案组合。为提高设计效率,本文通过运用数字地球技术构建了公路隧道模型,引入墨卡托投影建立隧道轴线在数字地球上的投影空间关系,得到考虑地表环境保护区条件下的纵向通风区段划分和通风井位自动选取算法,最终实现基于全寿命成本最低的隧道通风系统设计方法。最后,将数字地球得到的米仓山隧道推荐通风方案与实际采用的通风方案进行比较,验证了数值地球方法的合理性和优越性。

高瓦斯特长隧道辅助坑道方案优化及施工研究

随着市场经济的发展,投融资项目日益增多,如何保证工期履约,成为当前投融资项目面临的主要风险。高瓦斯特长隧道具有地质条件复杂、施工技术要求高、施工任务量大、安全风险等级高及施工工期紧张等特点,而辅助坑道的合理设置在特长隧道中占有越来越重要的作用。本文在总结辅助坑道设计优化的基础上,以坪上隧道为依托,对坪上隧道辅助坑道不同的设计方案进行对比分析及优化研究,针对辅助坑道的形式、位置、坡率、运输方式等进行了比选,总结了辅助坑道设计中要考虑的关键问题,通过施工工期、通风效果、成本比较等各方面的对比,选择最为合理优化的方案,可为今后特长隧道辅助坑道设置提供参考。

特长隧道互补式通风方式研究

依托牛金山隧道,从设备规模、运营成本、土建费用、施工工期等方面对双洞互补与通风斜井相结合的通风方式进行研究。结果表明此种通风方式节省了机电及土建投资,经济效益可观,尤其适用于某些地形条件复杂苛刻、需增设通风井来满足通风要求的特长隧道。

天台山隧道双斜井辅助正洞施工通风方式研究

特长公路隧道单斜井辅助正洞施工的通风研究较多,双斜井设计并不多见。以宝坪高速秦岭天台山隧道为工程依托,通过理论计算对比分析了压入式通风(普通风机接力和超大功率风机)和巷道式通风方式的优劣,讨论了不同风管直径对通风阻力的影响。结果表明,巷道式通风方式的风机和风带的一次性投入和运营电费均比压入式通风方式低,普通风机接力的一次性投入最大,但运营电费要低于超大功率的风机;风管直径对通风阻力影响大,但过大的风管直径会导致风机选型风压和风量不匹配,考虑实际情况,推荐风管直径为1.8m。研究结果供类似工程参考。