台湾雪山特长公路隧道通风系统分析_金文良

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高海拔特长公路隧道内施工环境测试与分析

高海拔特长公路隧道内施工环境测试与分析骆文学【摘要】白茫雪山3#特长公路隧道施工面临高海拔、低温、低含氧量、低气压等问题.为采取必要措施改善施工环境,开展了隧道内O2体积分数、CO体积分数、湿度及温度的现场测试.结果表明:隧道内湿度稳定在80%左右,温度多在10 ℃以上,满足混凝土强度增长要求,但需加强冬季隧道内温度的监测;隧道掘进400 m以后O2体积分数呈线性降低,CO体积分数急剧增大,均不满足规范要求,需加大通风量.%The construction of Baimang xueshan super-long highway tunnel faces the problems of high altitude,low temperature,low oxygen density,low pressure and so on.To take necessary measures to improve the work environment,field tests were carried out to obtain the volume fraction of O2 and CO,humidity and temperature in tunnel.The results show that humidity in tunnel was stable about 80%,and temperature was more than 10 ℃.The humidity and temperature met requirements of concrete strength growth.But it is necessary to strengthen the monitoring of environmental temperature in winter.While the excavation length was over 400 m,the volume fraction of O2 decreased linearly and the volume fraction of CO increased sharply,which could not meet the requirements of specifications.So the ventilation flow must be increased.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2017(000)007【总页数】3页(P91-93)【关键词】公路隧道;高海拔地区;隧道内施工环境;现场试验;O2体积分数;CO体积分数;湿度;温度【作者】骆文学【作者单位】中铁十二局集团第二工程有限公司,山西太原 030032【正文语种】中文【中图分类】U456白茫雪山3#隧道地处迪庆藏族自治州德钦县白马雪山自然保护区内。

雪山隧道

雪山隧道－隧道内部
雪山隧道极度恶劣的地质，共有6处断层、98处剪裂带及36处地下涌泉，所以施工人员则戏称为「泡在水里长大的隧道」，也因工程雪山隧道不仅只有西行线及东行线两座主隧道，还包括中间的导坑；雪山隧道主隧道中间每隔350公尺皆设有一个人员逃生出口的连接导坑，并于每1400公尺更设有两座主隧道的车行联络道，共有28座横向的人行联络通道、8座车行联络道，方便在雪山隧道内发生灾难时能让车辆利用对向隧道顺利且快速离开事故现场，加上抽排风系统所挖掘的竖井、通风孔道等大大小小长长短短的隧道组成，因此成为全世界规模最大双孔公路隧道群；雪山隧道内的墙壁更依路段不同绘制了原住民的各族图案，不仅增加景观变化，更可提醒驾驶人所到之路段。
雪山隧道旅游
从雪山隧道开通之后，民众前往宜兰、花莲和台东地区旅游更为方便，台湾东部一日游已不成问题，大溪渔港、桃源谷、草岭古道、北关海潮公园、石盘寮瀑布都是宜兰头城相当著名的旅游景点，但驾驶人需特别注意的是，雪山隧道内禁止变换车道，雪山隧道内虽有照明设备但依规定须强制开大灯，且严格限制行车时速依每路段不同，约在50公里至70公里之间，行车安全距离须保持50公尺以上喔！
地址：
台北县坪林乡请以现场公告为准，不另行通知！
北宜高速公路简介
北宜高速公路又称蒋渭水高速公路及国道五号，全长约54公里，北起南港系统交流道与国道三号相接，两端分别为台北县南港系统交流道至宜兰县苏澳镇段之间，北宜高速公路全程设有石碇、坪林、头城、宜兰、罗东、苏澳等交流道，还有石碇服务区、头城收费站(2006年9月18日开始收费)、苏澳收费站、南港隧道、石碇隧道、乌涂隧道、彭山隧道、雪山隧道等5座隧道，其中以雪山隧道最受国人瞩目，是台湾旅游景点的新宠儿。
雪山隧道简介
雪山隧道(Hsuehshan Tunnel)为北宜高速公路(国道五号、又称蒋渭水高速公路)之间，隧道全长12.9公里，雪山隧道是台湾最长的公路隧道，目前为亚洲第二长的公路隧道，在世界公路隧道排行第五；雪山隧道正于2006年6月16日正式通车启用，因隧道两端分别为台北县坪林乡至宜兰县头城镇段之间，最初命名为坪林隧道，但隧道穿越雪山山脉故改称『雪山隧道』，雪山隧道的开通让台北到宜兰台2线、台9线的路程，从2小时缩短为50分钟即可到达，让国人在周休假期出门旅游时在交通上更加的便利。

台湾雪山隧道简介

自动照像执法、号角喇叭多
32
导坑贯通(92.10.20)
33
主坑北上线全线贯通(93.3.17)
34
主坑南下线TBM全断面开挖突破镜面(93.8.12)
35
雪山隧道全线贯通(93年9月16日)
36
雪山隧道开挖统计
钻炸法（M）导坑北上线南下线 6,112 12,486 5,603 TBM（M） 5,168 456 3,870
国道五号南港头城段
全长 31 公里
建设经费601亿元双向四车道隧道(双向)11座占路线长度20.3公里桥梁(双向)38座占路线长度6.0公里交流道3处行控中心专用道1处收费站1处服务区1处交通控制系统、隧道机电 8 系统及收费系统
1
5
南港系统交流道南港隧道、石碇隧道石碇交流道
37
隧道交控系统布设
设备布设原则车辆侦测器 350公尺，紧急停车弯
闭路电视摄影机
车道管制号志速限可变标志
175公尺，洞口前
350公尺，洞口处 350公尺，洞口前
紧急电话
信息可变标志公务用无线电防消用无线电播音用号角喇叭
175公尺，车、人行横坑内
紧急停车弯下游端、入口前与LCS共架全线布放全线布放 50公尺
92.02.24 导坑出现最大涌水量超过300公升/秒
29
雪山隧道施工回顾(一)
80.07.15 80.08.20 82.01.06 82.07.23 85.05.02 85.08.21 85.03.21 85.07.20 86.12.15 导坑开工。导坑南口钻炸法开始施工。导坑TBM开始开挖。雪山隧道主坑开工。北上线TBM开始开挖。南下线TBM开始开挖导坑北口开始施工。主坑南下线北口开始施工。北上线南洞口遭遇大涌水(最大涌水量达 750公升/秒)，TBM夹埋。

特长隧道施工通风监测预警研究蒋文权

特长隧道施工通风监测预警研究蒋文权发布时间：2021-08-26T03:38:24.398Z 来源：《建筑工人》2021年第6期作者：蒋文权1 蒙荣1 王鹏举2 卯申殷3 万家华2 杨晓谦2 张发亮3张荣1 崔淑丽1[导读] 风量调节办法具体有两种：一是根据调节进风口或出风口的阀门开度，这种办法导致了能源的极大消耗；二是根据变频调速实现风量调节，进而实现环保节能的目的。

本部分主要讲解了变频控制风量的基本原理。

1.云南交投集团公路建设第三工程有限公司 650000；2.云南云岭公路工程注册安全工程师事务所有限公司 650200；3.云南交投普澜高速公路有限公司 665000摘要：现阶段，绝大多数公路隧道工程施工均选用新奥法施工，主要选用钻爆法开挖，出料多选用无轨运输。

在挖掘环节中，为做好稀释工作、清除岩体释放出有害气体、工程爆破形成的炮烟、灰尘、维持良好空气条件，需要对开挖面深入开展通风工作。

特长隧道中，自然风对隧道内的空气置换作用相对来说较小，如果不采取一定的有效措施，一氧化碳浓度值会慢慢上升，当到达相应浓度值时，会严重危害生命安全。

随粉尘浓度值的增多，隧道内的可见度会遭受到相应的干扰，而可见度较低是工程施工安全事故的主要因素。

因而，深入开展特长隧道通风工作监测预警系统的研究是本文的重点。

关键词：特长隧道；通风监测；预警系统；PID1 风量调节技术风量调节办法具体有两种：一是根据调节进风口或出风口的阀门开度，这种办法导致了能源的极大消耗；二是根据变频调速实现风量调节，进而实现环保节能的目的。

本部分主要讲解了变频控制风量的基本原理。

针对风机而言，在额定转速n1和转速n2不同的条件下，可得到出风量Q2与转速Q1之间的关系式，并可用于表示：上式为增量式PID控制算法，本算法需要对控制量进行记忆，但是具有算式中不需要累加、每次只输出控制变化量、手动—自动切换时冲击小等优点。

3 通风监控预警系统设计3.1 系统功能需求（1）根据项目外部空气的污染情况，自动切换清洗、过滤、隔离等通风方式，必要时可手动切换通风方式。

特长隧道施工通风关键控制参数研究

特长隧道施工通风关键控制参数研究发布时间：2021-09-15T05:29:18.964Z 来源：《城镇建设》2021年13期5月作者：白祖应1，侯丁语2，韩孟微2，张发亮1，潘明朋2，程军委1，何强2，高荣清2，蒙荣3 [导读] 隧道通风参数是保证隧道施工安全生产、提高工人劳动安全卫生水平白祖应1，侯丁语2，韩孟微2，张发亮1，潘明朋2，程军委1，何强2，高荣清2，蒙荣31.云南交投普澜高速公路有限公司 6650002.云南云岭公路工程注册安全工程师事务所有限公司 6502003.云南交投集团公路建设第三工程有限公司 650000摘要：隧道通风参数是保证隧道施工安全生产、提高工人劳动安全卫生水平、预防和抵御灾害的重要环节。

随着隧道监控技术的发展，通风安全监控设备在隧道施工中得到广泛应用。

本文研究了澜沧江特长隧道通风关键参数、风量计算及风机优化方法，以供参考。

关键词：特长隧道；通风参数；控制1 工程概况澜沧江隧道属越岭隧道，地形波状起伏，山体自然坡度较陡，坡度一般在25～40°。

隧道穿越区最大标高1257m，最低标高663m，相对高差594m。

隧道进口位于糯扎渡第一村西侧一南北向小型冲沟左侧坡近坡脚处，坡面朝向东，地形较陡，自然坡角约30～40°。

2 混合式通风关键参数确定2.1 风机需风量计算送风风机需风量按如下的公式进行计算：Qs=Q0·（1-β）（-L/100）=1033×（1-0.015）（-3650/100）=1794m3/min 式中：Q0——隧道正洞掌子面需风量，根据计算为1033m3/min；β——风管百米漏风率，1.5%；L——隧道通风极限长度，3650m。

基于CFD理论和FVM计算方法，结合《澜沧江特长隧道混合式施工通风送排风量数值模拟研究》模拟结果计算，当排风风量与送风风量的比值介于1.1~1.3之间，通风效果最佳，此时新风风流以较大风速抵达掌子面，并且以较大面积冲击掌子面，因而排风风机需风量确定为2152m3/min。

公路隧道通风网络理论的研究及应用

却ｆ
△ｑ
理，鬻于可：，得是
ｊｌ
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式中分子部分应描述为：
△：ｇ。
ａ却ｇ１ａｇｆ
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Ｏ
０
△
自然分风值ｏ为交通通风力，述为交通流所在ｐ描
ａｇ
Ｑ＝［，ｑ …，］ｇｇ，ｑ。，
将式（）１用泰勒公式展开即：
．
２．Ｓ
２００８年第３期
１１
广东公路勘察设计
总第１１３期
“
）１）ｋ ∑襄删 ’ ＋ｑ ∑ ÷ （）．，＋．
：
如图１的节点为ｍ、支为７的通风网络，示分１，
１２、…表示节点号；、 …表示分支号， ① ② 网络中仅
有交通通风力Ｐ作用。选定一组独立回路风量
１通风网络基本理论
计算理论服从流体力学基本定律。节点风
Ｊ＝Ｉ
２通风网络中各种压力源的处理方法
通风网络中用得最普遍的是斯考特一恒斯雷
式中：Ｐ —— 第支路交通通风力；
９一第＿路分支风量；＿『支
— —
第支路分支风阻；
法求解的回路法。回路法是指以独立回路作为具

两安特长隧道高地温条件下施工通风技术研究

两安特长隧道高地温条件下施工通风技术研究张行道【摘要】Take the long tunnel construction as the background, study on the construction of extra long tunnel under the conditions of high temperature and ventilation. With the increase of the hole depth, the temperature rising, the rapid deterio-ration of environment construction, in the construction process, it combined with the engineering practice, the design of con-struction ventilation in stages, and optimize the design of ventilation and strength the smoke exhaust effect, improve the working environment, and summed up the scientific and effective tunnel construction ventilation technology and reasonable the equipment in the construction of repeated practice, in order to provide a reference for similar engineering construction.%以贵广客运专线两安特长隧道施工为背景，对高地温条件下特长隧道施工通风进行研究。

随着洞深增加，温度不断升高，洞内施工作业环境急剧恶化，在施工过程中，结合工程实际，分阶段进行了施工通风设计，并不断进行优化设计，加强通风排烟效果，不断改善洞内施工作业环境，并在反复的施工实践中总结出科学有效的特长隧道施工通风技术和合理的设备配置，以期为类似工程施工提供可借鉴的经验。

国内特长公路隧道通风系统设计案例介绍与点评

5.包家山隧道
• 阿北线（内蒙古阿荣旗至广西北海）陕西
境小河—安康高速公路
近期(2015年)
交通量(Pcu/d) 长度（m）行车方向纵坡（%）需风量(m3/s) 通风分段 11285 左洞 11200 +0.4%，3355m -1.98%，7845m 615 3
远期(2029年)
31216 右洞 11195 +1.978%，7900m -0.4%，3295m 1647 4
488 2
0.5%（3452） -0.817%（3278）
424 2
11.羊角隧道
送风斜井长度: 595.7m 倾角16.7°
排风斜井长度: 688m 倾角17.4°
点评
• 通风方案基本合理，但考虑到左右洞的需
风量均较小，因此这样的布置略显豪华。 • 其实通过优化，可以将两条通风斜井合并成一条斜井，以减少工作量。
斜井长度: 763.5m,25° 送风道面积：28.7m2 排风道面积：21.2m2
竖井深度: 156.8m 送风道面积：23.5m2 排风道面积：26.8m2
点评
• 需风量计算结果是偏大的，不论是按照规
范计算的结果还是按照细则结算的结果； • 斜井、竖井均没有考虑左右洞共用是最大的缺憾，工程量的浪费是在所难免的；如果考虑共用的话，可以节省两个斜井； • 设置斜井或许是想实现长洞短打、分担主洞的出渣，但是如此大的纵坡，无法采用无轨运输，出渣效率是很低的。
3.虹梯关隧道
3.虹梯关隧道
点评
• 通风系统的设置风格类似于秦岭终南山隧道，因 •
此总体而言是完美的；吹毛求疵找缺陷的话，一是左线隧道是以换气需风量控制的，分3段通风略显浪费（可以从左洞近远期的通风风速都很小可以看出）；二是1号斜井与2号斜井、3号斜井与4号斜井是否可以合并，以减少斜井工程量（通过设置隔板，将1个斜井断面分割成4个小块，左右2块排风、中间再划分成上下2块用于送风）。设置斜井或许是想实现长洞短打、分担主洞的出渣，但是如此大的纵坡，无法采用无轨运输，出渣效率是很低的。

新七道梁特长公路隧道营运通风方案比较与分析_金文良

向行车 ,隧道设计行车速度为 60km/ h 。隧道上、下行线基本平行 ,位于同一海拔高度 ,上行线 (右线) 隧道长 4003. 19m ,纵坡为 + 2. 05 % ,桩号为 K17 + 440 ～ K21 + 443. 19 ,平均设计标高为 2216. 68 ;下行线 (左线) 隧道长 4070m ,纵坡 + 2. 11 % ,桩号为 K17 + 370～ K21 + 440 ,平均设计标高为 2219. 75 ,两洞轴线相距约 45m 。隧道北坡山势陡峭 ,冬季易积雪 ,南坡地势较缓 ,向阳较暖。该地区属温带半干旱气候 , 最大冻土深度 1. 03m ,年降水量 400～500mm ,年平均气温 6 ℃左右 ,属温带半干旱气候 ,隧道区域内夏季平均温度为 20 ℃。南坡区域内有数处泉眼 ,地下水常年出流 ,水量较小 ,水温 7 ℃左右 ,弱碱性。北坡植被较好 ,径流畅通 ,地表水下渗量小。
上行线下行线
表 8 新七道梁隧道设计需风量
近期 2015 年需风量远期 2023 年需风量
( m3 / s)
( m3 / s)
499. 9
747. 4
388. 8
482. 3
4 通风方案拟定
新七道梁隧道长达 4. 1km ,且交通量大。因此在通风方案研究时 ,不仅要结合隧道区域的地形、地质及正常运营、交通阻塞和防火救灾 ,还要考虑到长期运营的经济效益。
车种
小货中货大货拖挂小客大中客合计
表 5 2015 年设计小时交通量及车型组成 (辆/ h ,实际车)
上行线设计小时交通量汽油车
柴油车
下行线设计小时交通量汽油车

金门特长公路隧道通风方案比选研究

Abstract: The blow and exhaust ventilation is the most popular scheme in extra-long highway tunnels at present. The functional characteristics and applicable conditions of different longitudinal ventilation modes are analyzed in terms of design. The ventilation mode of single-channel complementary ventilation is proposed based on the study of characteristics of blow and exhaust ventilation and complementary ventilation. By taking Jinmen Extro-long Highway Tunnel for an example, four ventilation schemes, i. e. , blow and exhaust ventilation, single channel complementary ventilation, double-channel complementary ventilation and dust collection ventilation, are compared and studied from the view of life cycle. The main conclusions are drawn as follows: (1) The position of ventilation shaft has a great influence on blow and exhaust ventilation system, it should be set in the downstream direction of the middle part of the uphill tunnel. (2) Complementary ventilation and dust collection ventilation do not consinder the location of ventilation shaft; for tunnels over 5 km, special exhaust shafts should be set. (3) Single-channel complementary ventilation does not need the ventilation shaft and retains the function of exhaust smoke, which is worth considering in scheme comparison. Keywords: extra-long highway tunnel; tunnel ventilation; comparison and selection of ventilation schemes; blow & exhaust ventilation; complementary ventilation; dust collection ventilation

新七道梁特长公路隧道营运通风方案比较与分析

水量较小，水温７ ℃左右，弱碱｝生。北坡植被较好，径流畅通，地表水下渗量小。该隧道不仅是一条民用公路隧道，同时也是
一
防灾救灾设施的建设投入、营运维护费用的剧
增。国内外的经验表明，长大公路隧道通风设备及土建费用一般为整个工程造价的３０％左右，通风动力损失与隧道长度的立方成正比增
２０年第４０９期
广东公路勘察设计
性和可靠性。３
、
总第１６３期
通火灾隐患。通风系统设计成为整个隧道设计中关键中的关键。隧道通风方案的合理，系
到隧道使用功能的正常发挥，关系到隧道土建工程方案设计及投资规模，关系到隧道营运的安全
线）隧道长４７ｍ，００纵坡＋２１％、．ｌ桩号为Ｋ７３０１＋７～
七道梁公路隧道长度近４０ｍ，００海拔高度２０ｍ２０
以上，目前国内已经建成的海拔高度最高的高是
速公路隧道，属于特长双洞公路隧道。在这类中
高海拔公路隧道的没计中，势必将遇到如何选择安全、环保、节能的运营通风方式。
随着国家西部大开发战略的实施，西部公路建设快速发展起来，公路山岭隧道越建越多、越
建越长。出现一些中高海拔特长公路隧道，如川
藏公路四川境内的鹧鸪山隧道长度超过４０ｍ、４０
２、隧道工程概况

台湾北宜高速公路雪山隧道避难联络通道设置间距研究

・
２・６
维普资讯
金文良台湾北宜高速公路雪山隧道避难联络通道设置间距研究
出，当群众身处密闭或地下结构中，感觉到生命安
全被受到威胁的时候，偶发的意外事件将有可能发
生时，避难者所可能产生的行为模式，可分为认知、逃生前准备、生时行为及逃生结束四个阶段。避逃难者所可能产生的四个阶段行为模式，与黄楚材归
关键词雪山隧道避难联络通道
多目标规划分析限制式法
● ・‘－ＩＩＪ刖－吾
预计希望能够达成以下几项目的：
ａ通过对隧道交通特性与意外灾害的型态及．避难理论的了解，用多目标决策数学规划，立运建
后的结论与建议。研究进行过程将如图１示进所
行。
前岛内提供服务使用及施工建设中最长的公路隧
道，世界排名位居于前五名中，是东南亚第二在也长的公路隧道。当瑞士圣哥达隧道意外事故发生时，的安全性自然也分外引起关注，它本研究也就是基于这个原因引发研究的动机，开始进行相关而课题的讨论，尤其是在于紧急避难通道的设置间距
维普资讯
公路隧道
２００７年第３期（总第５９期）
台湾北宜高速公路雪山隧道避难联络
通道设置间距研究
金文良

高原特长单线隧道通风系统设计及应用

高原特长单线隧道通风系统设计及应用摘要：本文以新建拉萨至日喀则铁路盆因拉隧道所采用的通风系统为例，详细阐述了辅助坑道与正洞之间的通风系统关系，通过对供风量的计算，优化通风方案，精选通风设备等措施，解决辅助坑道与正洞间的通风排烟循环问题，保证了掌子面附近的新鲜空气的供应量，形成有效的通风排烟系统，从而提高人员、机械设备的工作效率，加快施工进度，确保施工安全，为高原地区施工的特长单线隧道合理布置通风系统积累了经验。

关键词高原特长单线隧道通风设计通风设备1工程概况由中铁二十一局集团三公司独立承建的拉萨至日喀则铁路盆因拉隧道全长10410m，起讫里程DK134+763~DK145+173，为全线最长单线隧道，也是全线建设过程当中最为关键性与重要性的控制性工程。

该隧道设辅助坑道4座，其中1#斜井515米、2#横洞1335米、3#横洞1536米、4#横洞1076米，均采用钻爆法施工，无轨运输。

该隧道地处青藏高原，平均海拔3850米；此区域范围内空气稀薄、缺氧严重，为一般状态下平原地区氧气含量指标的60％左右，平均气温温度较低。

这座现阶段国内在建铁路中海拔最高的特长单线铁路隧道工程因地处青藏高原腹地，受到高海拔、低气压、温差大等特殊环境条件的影响以及独头掘进距离均大于2000米，个别达到2500米以上，给隧道施工通风带来了不利条件，增加了隧道施工难度，为确保整个特长单线隧道施工作业的有效性与安全性，有必要对隧道通风方案进行优化设计。

2施工通风设计原则从经济、维修方便的角度出发，选用国产先进节能通风设备。

在满足通风效果的前提下，尽量减少风机的品种、型号。

在隧道断面净空允许的情况下，尽量采用大直径风管，减少能耗损失。

通过适当增加一次性投入，减少通风系统的长期运行成本。

3施工方案及主要污染源3.1施工方案本隧道工程均采用钻爆法施工，无轨运输即装载机配自卸车出渣。

3.2洞内主要污染源洞内污染源见表3.2表3.24施工环境标准洞内施工环境的要求包括：洞内空气中的有害气体浓度、粉尘和烟尘浓度、空气温度和湿度、风速、噪声等，其主要标准如下：4.1粉尘《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）中规定的地下工程施工有关的粉尘允许浓度。

虹梯关特长公路隧道施工通风节能技术

虹梯关特长公路隧道施工通风节能技术李自强;谢文强;王明年;于丽【摘要】为研究长大隧道施工通风节能技术,以虹梯关特长公路隧道为工程依托,通过CFD商业软件FLUENT建立三维模型进行有限元分析.通过调研方式计算确定特长公路隧道中施工通风控制标准及需风量,制定特长公路隧道联合式通风方式并在风管长度、风机选型数量和风机位置等方面对通风方案进行优化.对比分析不同工况下的有无排风机的通风效果.研究结果表明:在特长公路隧道的施工通风中,独头式通风不能达到良好的效果,需要采用满足污风回流要求的联合式通风方式.该方式能够快速将隧道掌子面及附近区域的CO浓度稀释至规范要求,改善洞内通风条件,保证施工进度,节约大量人力和财力.%In order to study the ventilation energy saving technology for extra-long tunnel construction,this pa-per took the Hongtiguan extra-long highway tunnel as the project background and uses the CFD commercial soft-ware FLUENT to establish three-dimensional model for finite element analysis.The extra-long highway tunnel construction ventilation control standards and air airflow were calculated and determined through the investigation and research.The extra-long highway tunnel combined ventilation mode and optimize the duct length,number and type selection of fan,fan position and other aspects of ventilation scheme were set as well.Contrast analysis of the effects of different conditions with or without ventilation exhaust fan were conducted.Research results show that:head ventilation alone cannot achieve good effect in the extra -long highway tunnel construction ventila-tion,it needs to adopt combined ventilation mode which meet with therequirement of polluted air reflux.This way can not only quickly make the CO concentration in the tunnel face and the adjacent region diluting to the specification requirements and improve the conditions of ventilation,but also ensure the construction progress, save much manpower and financial resources.【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2016(013)004【总页数】7页(P760-766)【关键词】公路隧道;施工通风;联合式通风;数值模拟【作者】李自强;谢文强;王明年;于丽【作者单位】西南交通大学土木工程学院,四川成都610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都610031;西南交通大学土木工程学院,四川成都610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都610031;西南交通大学土木工程学院,四川成都610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都610031;西南交通大学土木工程学院,四川成都610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】U455.1隧道施工过程中，炸药爆破和机械运转等会对隧道内的空气产生污染，引起作业环境恶劣、影响施工人员健康、降低施工效率等一系列问题[1～2]。

台湾北宜高速公路长12．9km雪山隧道全线贯通

台湾北宜高速公路长12．9km雪山隧道全线贯通
孔祥金
【期刊名称】《广东公路勘察设计》
【年(卷),期】2004(000)004
【摘要】我国台湾省全长12．9km的北宜高速公路上雪山隧道已于日前全线贯通，它在世界长隧道中居第五位，隧道将于2005年建成通车后，从台北到宜兰约一百余公里，只需半个小时。

【总页数】1页(P61)
【作者】孔祥金
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】U455
【相关文献】
1.台湾雪山隧道主隧道TBM工法 [J], 冷耀东;谢玉山
2.北宜高速公路雪山隧道竖井止水灌浆成果对开挖进度之影响 [J], 陈志民;谢玉山
3.台湾北宜高速公路雪山隧道避难联络通道设置间距研究 [J], 金文良
4.台湾雪山隧道全线贯通 [J], 孔祥金
5.北宜高速公路雪山隧道工程豎井地質弱帶處理施工案例探討 [J], 曾大仁;張龍均;謝錦河
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茅田界特长公路隧道通风方案设计

配置功率与设计风量的３次方成正比，隧道通风
所需费用与隧道长度的３次方成正比增加，隧道
线间距相距２ｍ。茅田界隧道通风主要设计参５
数见表１。
通行后运营费用将是一笔巨大的开支Ｊ。本
表１茅田界隧道主要设计参数
６．８４０
隧道净空断面当量直径／ｍ
设计速度／ｋ／）（ｍｈ夏季隧址平均气温／ ℃
８２．９
１００３０
８２．９
１００３０
２通风基础参数取值
公路隧道的通风原理，通过向隧道内注入是
・
新鲜空气，释洞内由汽车排出的废气和烟雾，稀使得隧道内的空气质量和烟雾透过率能保证司乘人员的身体健康和行车安全。然而，隧道内的
２２０５焦．１５５％６．５３％１．２２．２３．６１．４９０％Ｏ０％３１％５９％２３０３盔．９４５％５．０３％１．５２．７３．４１．６９２％０２％４３％６２％
年限
Ｉ２年（２５近期）３年（０ｏ３远期）
预测交通量（标准小客车）Ｉ
２４２９７
ｌ４５２６８
表４各车型组成（绝对比例）
道通风照明设计规范》ＪＪ２． — ９９取值。（Ｔ０６１１９）
２１通风技术标准．
车型小货中货大货拖挂小客大客

特长公路隧道互补与竖井送排组合通风污染物分布规律

文章编号:１０００Ｇ０３３X (２０２０)０９Ｇ００６６Ｇ０６收稿日期:２０２０Ｇ０３Ｇ０５基金项目:中铁四院研发项目(N o ．２０１７K ８１Ｇ１)作者简介:张双茁(１９８１Ｇ),男,河北武强人,博士,高级工程师,主要从事隧道设计与科研工作.特长公路隧道互补与竖井送排组合通风污染物分布规律张双茁(中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北武汉㊀４３００６３)摘㊀要:为了探究特长公路隧道互补式与竖井送排组合式通风系统的污染物分布规律,依托云南省昆明至宜良高速公路阳宗隧道通风工程,利用F l u e n t 软件建立基于计算流体力学原理的有限元模型,分析不同设计参数对污染物浓度分布的影响规律,推导了通风系统设计参数的估算方法并优化了实际工况的设计参数.结果表明,特长公路隧道中组合式通风系统的工作效果良好,污染空气浓度在竖井和互补通道的共同作用下得到了良好的控制,显著降低了隧道中污染物浓度极值的大小.关键词:隧道通风;有限元模拟;组合式通风;隧道污染物分布中图分类号:U ４５３．５㊀㊀㊀文献标志码:AP o l l u t a n tD i s t r i b u t i o nL a wo fC o m b i n e dV e n t i l a t i o no fC o m p l e m e n t a r ya n dV e r t i c a l S h a f t i nE x t r aL o n g H i g h w a y Tu n n e l Z H A N GS h u a n gＧz h u o (C h i n aR a i l w a y S i y u a nS u r v e y A n dD e s i g nG r o u p Co ．,L t d ．,W u h a n４３００６３,H u b e i ,C h i n a )A b s t r a c t :I no r d e r t o e x p l o r e t h e p o l l u t a n t d i s t r i b u t i o n l a wo f t h e c o m b i n e dv e n t i l a t i o n s ys t e mo f t h e l o n g h i g h w a y t u n n e l c o m p l e m e n t a r y a n ds h a f td e l i v e r y a n dd r a i n a g e ,r e l y i n g o nt h ea c t u a l v e n t i l a t i o n p r o j e c t o fY a n g z o n g t u n n e l o fK u n m i n g Y i l i a n g E x p r e s s w a y i nY u n n a nP r o v i n c e ,t h e f i n i t e e l e m e n tm o d e l b a s e d o n t h e p r i n c i p l e o f c o m p u t a t i o n a l f l u i d d y n a m i c s i s e s t a b l i s h e d b y u s i n gF l u e n t s o f t w a r e ,t h e i n f l u e n c e l a wo f d i f f e r e n td e s i g n p a r a m e t e r so nt h e p o l l u t a n t c o n c e n t r a t i o n d i s t r i b u t i o ni sa n a l y z e d ,a n dt h ed e s i g n p a r a m e t e r so ft h ev e n t i l a t i o ns ys t e m a r ed e r i v e d T h e d e s i g n p a r a m e t e r so ft h ea c t u a lw o r k i n g c o n d i t i o na r eo pt i m i z e d ．T h er e s u l t ss h o w t h a tt h e c o m b i n e dv e n t i l a t i o ns y s t e m w o r k sw e l l i n t h e s u p e r l o n g h i g h w a y t u n n e l ,a n dh a s a g o o de f f e c t o n r e g u l a t i n g t h e p o l l u t a n t d i s t r i b u t i o n i n t h e u p a n d d o w n t u n n e l s ．T h e c o n c e n t r a t i o n o f po l l u t e d a i r i nt h et u n n e l i s w e l lc o n t r o l l e du n d e rt h e j o i n ta c t i o no f t h es h a f ta n dt h ec o m p l e m e n t a r yc h a n n e l ,w h i c hs i g n i f i c a n t l y r ed u ce s t h ee x t r e m ev a l u eof t h ec o n c e n t r a t i o no f p o l l u t a n t s i nt h e t u n n e l ,a n dv e r i f i e st h a t t h ev e n t i l a t i o n m e t h o dh a sac e r t a i n p r a c t i c a l e ng i n e e r i n g A p p l i c a t i o n v a l u e ．K e y w o r d s :t u n n e l v e n t i l a t i o n ;f i n i t e e l e m e n t s i m u l a t i o n ;c o m b i n e dv e n t i l a t i o n ;t u n n e l p o l l u t a n t d i s t r i b u t i o n０㊀引㊀言在修建特长双洞单向隧道的过程中,由于线路规划㊁排水等工程要求,须设计一定的坡度.因坡度的存在,当隧道上㊁下行车辆类别㊁负载量及交通量相同时,上㊁下行隧道内车辆污染物排放量将存在显６６著差异.通常表现为上坡隧道内污染物累积速率大于下坡隧道污染物累计速率[１].针对双洞隧道污染物浓度分布规律和特点,瑞士学者B e r n e r和D a y于１９９１年提出了一种双向换气的新型隧道通风方法,借助横通道引入下行隧道中较新鲜的空气稀释上坡隧道中的污染空气,可遏制上坡隧道中污染物快速累积.目前国内已有多条隧道采用互补式通风[２Ｇ５],近年来学者们对该互补式通风开展了大量的研究.夏丰勇等[６]依托大别山隧道通风实际工程,建立了互补式网络通风的计算模型,编制了相关的计算程序,研究了交通量不同的情况下隧道运营通风的３种模式.张京龙等[７]研究了互补横通道角度对隧道通风效果的影响,发现双洞隧道通风效果的主要影响因素为横通道位置系数.楼慧元[８]基于非对称风量互补式通风系统,通过数值模拟验证了中长隧道中互补式通风方法的可行性.陈洁等[９]依托实际工程,采用A N S Y S有限元软件分析了横通道的数量及位置对隧道风速的影响.王亚琼等[１０]依托实际工程和模型试验对双洞互补式通风隧道进行分析,发现在纵坡较大的长隧道中互补式通风有很大的应用价值.夏丰勇等[１１]以国内某隧道互补式通风实际工程为依托,详细推导了该通风方式下换气系统位置以及换气风量大小,验证了该通风方式的经济性.互补式通风方法在特长隧道中应用的研究较少,其单独在特长隧道中使用往往无法满足通风要求,需要与竖井送排等其他通风方法结合应用[１２Ｇ１３],如互补式与竖井送排式组合通风.本文依托云南省昆明至宜良高速公路阳宗隧道通风工程,推导互补式与竖井送排式组合通风隧道洞内污染物分布规律,并用数值分析软件F l u e n t进行三维仿真,可为类似单坡双洞特长隧道工程通风系统设计提供技术参考.１㊀工程概况阳宗隧道长约８０００m,是一条双洞大断面三车道隧道,位于云南省东南部,昆明至宜良高速公路中的１个特长隧道.隧道采用分离式结构,近期下行隧道的设计需风量最大值为６６３８３m３ s－１,上行隧道为８８１６m３ s－１;远期下行隧道的设计需风量最大值为１００５９m３ s－１,上行隧道为１７５０４９m３ s－１.２㊀组合式通风方法基本理论２．１㊀组合式通风方法简介考虑排放污染空气的过程,普通竖井送排式隧道上行的最后一个区段污染物空气与下行前半段的较新鲜空气差距相当大,满足双洞互补理念的应用条件,因此可以在采用互补式通风方法优化竖井送排式通风的工作效果.即应用双洞互补理念,与单竖井送排式纵向通风隧道中某位置设置互补通道,调节上下行污染物浓度分布,从而构建的新型通风方案称为互补式与竖井送排式组合通风方案或简称为组合式通风方案 ,双洞互补式与竖井送排式组合纵向通风方案工作原理如图１所示.图１㊀双洞互补式与竖井送排式组合纵向通风方案工作原理其风流组织原理为:上行隧道中设立于竖井之后的互补通道污染空气分流并稀释,一部分高污染空气流入下行隧道中与较新鲜空气混合㊁逆向流动,在此过程中污染物再次积累到接近浓度上限,然后借助中央竖井送排风稀释,流向下行隧道出口;上行隧道中的另一部分高污染空气则被从下行隧道引入的较新鲜空气稀释,继续沿隧道向上行隧道的出口流动.借由下行隧道空气稀释上行隧道空气的这一过程,采用中央竖井送排通风的上行隧道中呈现双峰式分布的污染物浓度曲线变为纵向均匀化的三峰式分布(类似双竖井送排式通风隧道),如图２所示.图２㊀互补式与竖井送排式组合式通风方案的理想污染物浓度曲线７６２．２㊀计算模型与基本假设在组合式通风隧道中,上下行隧道于互补通道处相互连接.通风系统的各个工作部分将隧道分为１０个通风区段,包括隧道出入口㊁竖井送排风区域㊁互补式换气区域三者之间的６个主要通风区段,和竖井送风排风口之间与互补式互补通道之间的４个次要通风区段.对于如此复杂的流体力学问题,直接进行理论推导分析其一般规律较为困难,所以一定程度的简化是十分必要的.考虑到隧道工程的一些基本特性,除去C F D 软件一般采用的基本假定外,为简化计算做以下假设:(１)污染物沿隧道长度方向线性积累.(２)隧道纵向风速相等,竖井送排风量相等.(３)忽略短道中的污染物积累速率增加.(４)上下行隧道出入口断面共面.简化后的风流网络模型如图３所示.图３㊀组合式通风系统风流网络数学模型２．３㊀通风系统设计参数估算设隧道长度为L ,竖井的纵向位置为L s h (S h a f t ),互补通道的纵向位置为L e x (E x c h a n g e P a s s a g e ).右线上行隧道需风量为Q r e q －R ,左线下行隧道需风量为Q r e q －L ,上下行隧道的通风负荷比为γ.互补通道的换气风量大小为Q e x ,竖井送风㊁排风的风量大小为Q s h ,隧道通风量为Q .设上下行隧道在设计风速下污染物的积累速率(浓度分布曲线的斜率)分别为K R ㊁K L .记竖井送排新鲜空气流量与隧道内空气流量的比为α,流经互补通道的空气流量与隧道内空气流量的比为β.基于２．２小节中的基本假设的数学模型与图２中的污染物分布规律,分析通风系统最优工况的设计参数.各参数之间的关系如下:隧道通风量Q ＝V S ㊁竖井送排流量比α＝Q s h Q ㊁互补换气流量比β＝Q ex Q㊁上下行隧道的通风负荷比近似等于上下行隧道污染物积累速率之比γ＝Q r e q－R Q r e q－L ʈk R k L .当上行隧道中竖井与互补通道的参数搭配效果较好时,上行隧道中污染物经２次降低得到的３个峰值浓度接近相等,通风系统在上行隧道中的效果最优.计算３处峰值的表达式,令其两两相等,则有:L s h k L ＝(L e x －αL s h )k L(１)L s h k L ＝[(L －αL s h )－β(L e x －αL s h )]k L ＋β(L －L e x )k R (２)为避免换入下行隧道过多的污染空气使其浓度反超上行,取上行隧道排入下行中的污染风量小于继续流向上行隧道出口的风量,且污染空气在下行隧道中继续流经的距离不超过上行,即:Q e x ɤQ －Q e x(３)L e x －L s h ɤL －L e x(４)代入β＝Q e x Q L,化简得到:βɤ０．５(５)L e x ɤ０．５(L －L s h )(６)㊀㊀显然,当以上两式取等号时,互补通道的调节效果较好,即:β＝０．５㊁L e x ＝０．５(L －L s h ).此时互补通道位于竖井与隧道出口的中间,且正好将一半污染空气分流,可以保证上行隧道出口处的浓度高于下行隧道竖井前的污染物浓度.则式(１)㊁(２)可化简为:L s h ＝１１＋２αL (７)１α－２＝γ(８)㊀㊀整理得到互补与竖井送排组合通风隧道中,竖井送排风量Q s h ㊁换气风量Q e x ㊁竖井位置L s h ㊁互补通道位置L e x 的估算公式:Q s h ＝V S ２＋γQ e x ＝V S ２L s h ＝２＋γ４＋γL L e x ＝３＋γ４＋γL ìîíïïïïïïïïïï(９)８６式中:L为隧道长度(m);V为隧道设计风速(m s－１); S为隧道净空面积大小(m２);γ为上下行隧道通风负荷的比.将依托工程的具体工况:隧道长度８０００m,上下行需风量分别为１７５０４９m３ s－１㊁１００５９m３ s－１(γ＝１７４０２);设计净空面积为１００．１３m２,风速为７８m s－１(即隧道风量为７８１０１４m３ s－１时)代入上述公式中求解,计算得:L s h＝５２１２．６４m(１０)Q s h＝２０８．８２m３ s－１(１１)L e x＝６６０６．３２m(１２)Q e x＝３９０．５１m３ s－１(１３)㊀㊀经上述理论推导得到,对于阳宗隧道,当隧道设计风速为７８m s－１时,组合式通风系统在一定的参数组合下可使上行隧道污染物浓度峰值相等,且高于下行隧道中的污染物浓度峰值,通风系统的工作效果能够达到理想化.３㊀组合式通风方法数值分析为分析组合式通风方法的效果,采用计算流体力学软件F l u e n t建立隧道空气流体模型,利用U D S 模拟隧道中污染物的积累与排放过程.计算湍流模型,输出特征断面的污染物浓度值,并据其验证前文中的计算分析结果.３．１㊀模型概况如图４所示,数值分析采用的缩尺模型全长为９００m,设置有竖井送排风口㊁互补式互补通道送排风口.其中设置包含阻力格栅的缩尺区段以模拟原长度为８k m的隧道.图４㊀F l u e n t模型几何参数３．２㊀边界条件设置F l u e n t模型中,主要使用的边界条件包括:壁面边界㊁压力入口边界㊁压力出口边界㊁流速入口边界㊁压力阶跃内部边界㊁多孔介质区域内部边界(多孔格栅)和内部连接面边界等.各种边界条件于隧道模型中的主要设置位置如图５所示,图中虚线标识了不同类型的边界条件.图５㊀F l u e n t模型边界条件设置考虑工程纵断面高程限制以及火灾工况排风等因素的影响,将竖井的位置固定设置于隧道的正中央４０００m处.为了分析通风风量㊁风速相同而互补通道位置不同对污染物浓度分布特性的影响,将其设置于１０００m㊁２０００m㊁３０００m㊁５０００m㊁５５００m㊁６０００m㊁６５００m㊁７０００m等８个不同位置组合,隧道工况的６个缩尺区段的长度见表１.表１㊀F l u e n t模型缩尺区段长度竖井位置/m互补通道位置/m不同工况缩尺区段长度/m１＃㊁４＃２＃㊁５＃３＃㊁６＃４０００１０００９２５２８５０３９２５４０００２０００１９２５１８５０３９２５４０００３０００２９２５８５０３９２５４０００５０００３９２５８５０２９２５４０００５５００３９２５１３５０２４２５４０００６０００３９２５１８５０１９２５４０００６５００３９２５２３５０１４２５４０００７０００３９２５２８５０９２５㊀㊀如图５所示,采用阻力格栅面替代主要隧道区段中的沿程阻力损失,来模拟不同长度的隧道区段.阻力格栅的参数由试算获得,对应表１中的不同隧道长度,采用试算法得到的格栅参数见２.表２㊀阻力格栅边界条件阻力参数区段长度/m阻力格栅参数区段长度/m阻力格栅参数８５０１．５９５２８０９７２２３５０４．７０１８８２６２１９２５１．７５０６２９３３７２４２５４．８５７１９８１８１１３５０２．６３０８８９２７９２８５０５．７３７４６７０４５１４２５２．７８６２２７９３５２９２５５．８９２６３６０９６１８５０３．６６６３６４６５８３９２５７．９６４１２８１２８１９２５３．８２１８０８２９１９６４㊀计算结果分析依据理论分析的估算结果,采用试算的方式确定通风系统的风流参数.经试算,互补换气风量Q s h ＝Q e x ＝４００m ３ s －１㊁射流风机纵向增压量为３７５P a 时的隧道风速分布规律如图６所示.此时的模型中隧道内的纵向风速为７８１m s －１,接近设计风速.因此,后续计算中取竖井送排风量为４００m ３ s －１㊁换气风量为４００m ３ s －１㊁射流风机纵向增压为３７５P a.图６㊀隧道z 向速度分布云图为确定污染物浓度分布曲线与互补通道位置之间的关系,建立互补通道位置不同,而其余参数相同的数值分析模型,分析互补通道位置与污染物浓度分布特性之间的关系.当竖井位置为４０００m ㊁竖井风量为４００m ３ s －１㊁换气风量为４００m３ s －１㊁射流风机纵向增压为３７５P a(每个压力阶跃面增压为１２５P a )时,互补通道分别在１０００㊁２０００㊁３０００㊁５０００㊁５５００㊁６０００㊁６５００㊁７０００m 处时的组合式通风系统污染物分布模型,计算并提取结果,其污染物浓度曲线见图７~９.显然,前３种工况中,互补通道未起到均衡两洞污染物浓度的效果.即互补通道设置于竖井之后的通风效果更好,且当互补通道设置于６０００m ㊁６５００m 时,隧道污染物浓度接近规范要求,上下行浓度峰值接近相等,与前文中理论分析结果具有很好的一致性.提取互补通道位置为６０００m 处模型近壁单元的污染物浓度云图,并放大其竖井和互补通道部分如图１０所示,上下行隧道各个内部连接面处的污染物浓度如图１１所示.由图１１可见,该工况下互补通道处对上行隧道中高污染空气的分流㊁稀释效果明显.隧道两侧入口和竖井送风口处送入的是污染物浓度为０的新鲜风;污染物浓度沿隧道长度方向逐渐积累增加,最终图７㊀互补通道位于竖井前工况污染物浓度曲线图８㊀互补通道位于竖井后工况污染物浓度曲线０７图９㊀上下行隧道污染物浓度极值与互补通道位置关系图１０㊀隧道污染物浓度分布云图图１１㊀上下行隧道污染物浓度分布曲线对比成为高污染空气,高污染空气出现在下行隧道的出口和上行隧道３个通风区段的最后这４处位置.隧道中的最大浓度值为０．００６３m－１,出现在上行隧道出口处,满足规范要求(不超过０００６５m－１).５㊀结㊀语(１)组合式通风方案具有良好的通风效果,能显著降低以往控制着整条隧道通风设计的上行出口污染物峰值,且能够优化２条隧道的污染物分布,上行隧道中的污染物浓度值呈三峰形分布,下行隧道则大约呈几字形分布.(２)组合式通风方案具有良好的经济效果,改善了以往单竖井通风方案上下行隧道之间污染物积累相互独立㊁一侧不足而另一侧冗余的状况,最大限度地发挥利用了下行隧道通风能力,相比双竖井通风方案将显著降低初期建设投资和后期运营成本. (３)组合式通风系统的设计参数中,互补通道位置对隧道污染物浓度极值影响极大;对于阳宗隧道,组合式通风系统竖井风量为４００m３ s－１㊁换气风量大于４００m３ s－１㊁射流风机增压为３７５P a时,互补通道位置在６０００~６５００m之间的通风效果较为理想.参考文献:[１]㊀胡彦杰,邓㊀敏,杨㊀涛．双洞互补式通风在大别山隧道中的应用研究[J]．交通科技,２０１１,３７(２):５６Ｇ６０．[２]㊀姜同虎,沈洪波,汪光裕．新场特长公路隧道双洞互补式通风方案设计[J]．隧道建设,２０１９,３９(S１)３３４Ｇ３３９．[３]㊀周家才,熊㊀雅,王建宇,等．西秦岭隧道互补式通风数值仿真分析[J]．筑路机械与施工机械化,２０１７,３４(７):５９Ｇ６３,６９．[４]㊀何许晓阳,秦㊀鸿．双洞互补式通风系统在两河隧道中的应用研究[J]．公路交通技术,２０１４,３０(５):１１２Ｇ１１７．[５]㊀郭志杰,何际军,张灿程,等．金门特长公路隧道通风方案比选研究[J]．隧道建设,２０１９,３９(S１)３２１Ｇ３２６．[６]㊀夏丰勇,谢永利,王亚琼,等．特长公路隧道互补式通风模式[J]．交通运输工程学报,２０１４,１４(６):２７Ｇ３４．[７]㊀张京龙,孙三祥,李㊀含．公路隧道双洞互补式通风系统横通道角度研究[J]．公路交通技术,２０１２,２８(２):１０９Ｇ１１３．[８]㊀楼慧元．特长公路隧道非对称风量U式互补纵向通风模式研究[D]．西安:长安大学,２０１１．[９]㊀陈㊀洁,孙三祥,郑宗达．横通道对双洞互补式公路隧道通风效果的影响[J]．现代交通技术,２０１４,１１(３):４８Ｇ５０,６４．[１０]㊀王亚琼,胡彦杰,邓㊀敏,等．大纵坡双洞隧道互补式通风运营测试[J]．交通运输工程学报,２０１４,１４(５):２９Ｇ３５．[１１]㊀夏丰勇,宋神友,谢永利,等．双洞互补式通风在公路隧道中的应用[J]．现代隧道技术,２０１７,５４(４):１６０Ｇ１６６．[１２]㊀郑国平．分水岭特长公路隧道的斜井送排式通风系统设计[J]．公路,２０１４,５９(４):２３０．[１３]㊀冯志华,程㊀飞,赖金星,等．新通风规范对公路隧道需风量计算的影响分析[J]．公路,２０１７,６２(３):２２９Ｇ２３５．[责任编辑:杜卫华]１７。

雪峰山隧道通风数值模拟计算研究

雪峰山隧道通风数值模拟及方案比选研究万剑平1 甘建国2 罗卫华2 仇玉良3 章玉伟3（1.湖南省交通科学研究院； 2. 邵怀高速公路建设开发有限公司； 3.长安大学）摘要：介绍了网络通风系统仿真软件，对单座斜井送排式通风方案和左右洞三斜（竖）井联合送排式通风方案进行了通风数值模拟计算，并对两方案进行了比较分析。

关键词：隧道通风数值模拟方案比选 1工程概况邵阳至怀化高速公路是国家重点建设的“五纵七横”国道主干线中上海至瑞丽高速公路中的一段，是我国中西部地区交通运输的大通道，该项目是“十五”国家公路建设重点工程之一。

雪峰山隧道是本路段的控制工程，位于邵阳和怀化两市交界的山区，隧道按左右洞分别设计，其中洞口段净间距20米左右。

洞身埋地段净间距35米左右，单洞长约7公里，最大埋深850米。

隧道所经地区属中亚热带季风湿润气候，具有明显的季节性特征，气候温和、四季分明、热量充足、雨量集中、春温多变、夏秋多旱、严冬期短、暑热期长。

全年降雨量大于1300毫米，雨季多集中在四、五、六月份，约占全年降雨量的50％。

2 网络通风系统仿真软件简介决定软件的功能关键因素在于仿真算法的优劣和数学模型的适应性。

本研究选用通风网络算法，将通风系统简化为“节点”、“支路”等系列“元素”，通过“串联”、“并联”、“角联”等概念自由组合通风方式，使得编制的仿真程序适应性非常强，可模拟任何形式的通风组合系统。

同时，该程序的数学模型建立在流体学基本定律基础之上。

从而可实现不同交通量、不同车速、不同外界环境条件等各种工况组合下的通风仿真计算。

隧道通风网络由表示隧道通风系统内各风流路线及其分合关系的网状线路图与其赋权通风参数组成。

隧道通风网络图有两大优点：首先它可以清晰地表示出隧道各段、各竖井（也可为斜井和平峒）及连接风道风流的相互关系；其次由于它不反映各风流的平面和空间位臵，也不反映风路的实际形状，从而可以避开实际各通风段、竖井及连接风道的空间位臵关系，因而更便于分析和解算通风问题。

公路隧道长距离通风关键技术

公路隧道长距离通风关键技术摘要：在公路长大隧道施工过程中，通风技术是关键，为保证长大隧道工程的顺利施工，须做好通风方案的设计，且每个阶段都要设计通风方案。

本文结合宝坪高速公路秦岭天台山隧道通风风量的计算，选择合理的通风设备和通风方案，通过增加辅助通风措施，为隧道洞内施工创造了良好的施工环境。

关键词：公路；隧道；长距离；通风1 工程概况宝坪高速公路是国家高速公路银昆线（G85）的重要组成路段，也是陕西省规划建设的“2367”高速公路网中三条南北纵向线之一宝汉线的重要组成部分。

秦岭天台山隧道全长15.56公里，秦岭天台山隧道3#斜井洞口位置位于陕西省宝鸡市凤县岩湾乡秦岭村臭皮沟，属秦岭山脉，植被繁茂，树木众多。

主要工程为3#斜井左右线3475.1m（左线1935.1m、右线1540m，斜井坡度13%），正洞10130m（左右线各5065m，三车道断面，正洞坡度为1.65%，最大埋深973m）。

施工采用钻爆法全断面开挖，通风主要解决爆破炮烟、无轨运输车辆柴油机废气、粉尘等有毒有害气体。

2 隧道施工污染源和通风难点2.1 主要污染源（1）炮烟，如 SO2、CO2、NO 等，这是由于爆破会产生的污染物。

（2）废气，如 SO2、NO2、NO、CO 等，主要是SO2和NO，这是柴油机产生的污染物。

（3）有害气体，如甲烷 CH4、乙烯 C2H6、硫化氢 H2S 等，这些都是围岩中会释放的有害气体，尤其是甲烷，属于易燃易爆品。

（4）其他污染，如CO2，这是施工人员呼吸会产生的污染物。

还有水泥污染，这是锚喷支护所形成的污染物[1]。

2.2 通风难点（1）秦岭天台山隧道3#斜井左线长近2km，进入主洞后独头掘进约4.2km，通风最长距离约6.2km。

通风排烟是施工时需要重点解决的问题。

（2）全隧按照斜井左右线、正洞、横通道等多个作业面进行通风组织施工，通风循环路线复杂。

3 通风设计采用钻爆法开挖技术会产生大量炮烟，出碴采用无轨运输出碴，汽车、装载机、挖掘机等机械设备都将产生大量的有害气体，且隧道掘进较长，排除烟尘将变得难上加难。