隧道施工的通风技术和粉尘治理方法

通风和粉尘治理是长隧道施工中的一大技术难题,而独头掘进长隧道的施工通风问题更是难中之难。介绍了两河口水电站两河口公路隧道的监理实践,对施工中的通风和粉尘治理方法进行了较系统的总结。     

秦岭2号勘探试验洞长隧道施工通风技术分析

隧道施工中的通风技术一直是施工建设中的难点,本文根据秦岭2号勘探试验洞通风实例,对小断面长隧道通风中的通风量计算、风机选型及设备安装等参数进行分析,提出了详尽了通风举措,较好地解决了单头掘进、长隧道的施工通风和粉尘控制的难题,可供情况相近的工程施工参考。     

隧洞开挖施工的通风设计与实践

西山电站发电输水隧洞总长1 998 m,开挖洞径4.5 m×4.9 m,城门洞型,两头掘进,单头挖进长度1 000 m.对挖进施工中的通风方式、风量计算、风机与风管选择、布置以及通风效果作了论述.     

明月山隧道施工通风方案论述

明月山隧道是重庆市梁平至忠县高速公路的1条特长隧道,隧道正洞单口掘进较长,如何解决好施工通风确保洞内空气达到安全卫生指标要求、确定高效节能的施工通风方案,确保长大隧道快速施工、保障施工人员身心健康是施工中的重点。     

单头掘进特长隧道中的施工通风降尘技术

长河坝水电站复建公路受地形等条件限制,长达4.2 km的隧道仅有一条施工支洞进行单头掘进,施工通风降尘的技术难度大。介绍了复建公路单头掘进施工中采用的混合式通风布置和自制的V型水幕降尘装置等通风降尘技术。     

引汉济渭隧洞TBM施工环境热害扩散规律研究

引汉济渭工程是解决关中、陕北缺水的重要工程,其将穿越秦岭主脊段,主要采用TBM法施工。理清TBM掘进段的施工环境热害扩散规律,用以指导TBM掘进隧道内的现场施工。以引汉济渭隧洞工程为依托,主要采用数值计算方法对不同围岩级别和不同通风条件下TBM掘进段的施工环境热害扩散规律进行计算研究。研究结果表明:在Ⅳ级围岩中施工时,掘进机段环境空气温度小于28℃,满足规范要求。随着围岩级别提高,掘进面附近区域温度和高温区范围逐渐扩大,最高温度达到50℃,最大热害扩散范围达到165m,最小的通风有效降温距离仅为45m;随着风管出风口风速的增大和送风温度的降低,热害扩散范围逐渐减小,但仍难以使掘进面附近环境温度满足规范要求,建议在掘进面附近区域采用局部降温措施。     

长大隧洞施工通风三维数值模拟及优化设计

通风散烟是水利水电工程长大隧洞施工中的重要环节。传统的施工通风设计没有考虑污染物的排放过程等,负压风机的设计多依赖经验,常出现施工通风效果不佳的问题。采用计算流体力学软件FLUENT进行长大隧道通风散烟三维数值模拟,研究不同负压风机风量对独头掘进的长大隧洞施工有害气体排放特性的影响,提出了隧洞负压风机实际工作流量与正压风机实际工作流量比值为1.1~1.3时,对隧洞内有害气体排出最有利。同时,结合隧洞掘进过程中风机实际工作状态,从保证隧洞在掘进到不同长度时都有较好通风条件的角度,提出了以掘进长度1 km时负压与正压风机实际工作流量比为1.1为控制的长大隧洞负压风机风量设计方法。     

大伙房水库输水工程TBM洞内拆卸方案设计

TBM是一种集掘进、出渣、支护和通风防尘等多功能为一体的隧道施工机械。本文根据TBM在大伙房输水工程中的成功应用,针对洞内TBM拆卸间位置选择、断面设计、TBM主机、连接桥、后配套的拆卸流程进行了阐述,并对TBM在拆卸过程中的注意事项进行了介绍,为类似工程TBM拆卸洞设计、TBM的洞内拆卸提供参考。     

四面山特长隧道风机智能控制系统的开发与设计

通常的隧道施工通风基本是“一风吹”状态,无论隧道施工处于何种状态,其风机均以额定的运行频率运行而造成大量的电能消耗。阐述了一种能够根据隧道中的大气环境以及隧道进尺计算风量的风机控制系统的设计过程以及其在四面山特长隧道中的应用,取得了较好的效果,解决了特长隧道的通风稳定及能耗问题。     

引水隧洞独头掘进工作面风流组织与CO扩散的模拟

建立了独头引水隧洞压入式通风紊流三维高雷诺数kε数学模型，在动量方程中考虑了浮力的作用，采用PISO算法求解非稳态的风流组织和CO浓度场。应用计算流体力学软件STARCD对云南南汀河引水隧洞独头掘进工作面通风进行了模拟。结果表明独头引水隧洞掘进工作面风流流场可分为贴壁射流区，冲击射流区，回流区和涡流区；工作面附近涡流区内、风管周围以及隧洞出口边壁处存在风流停滞区；分析了不同的通风时刻隧洞内CO迁移和分布规律，并以Nakayama等的矿井通风甲烷浓度分布实验结果进行了验证，模拟结果与实验基本吻合。     

龙滩水电站地下厂房洞室群建筑通风设计

龙滩水电站发电厂房为全封闭式的地下厂房,地下洞室数量多,空间体量大,通风换气量大,合理规划通风线路.在厂房里端部设置通风竖井,使地下厂房洞室系统形成穿堂风.做好洞室(建筑物)结构细部构造,是通风线路达到良好通风效果的保证.     

通气对水平旋流内消能泄洪洞水力特性的影响

 通过模型试验,研究了水平旋流条件下通气对水力特性的影响,结果表明,通气对流态、泄流量、壁面压强和空腔内的气体压强均有较显著的影响。通气时,环流空腔的直径增大,流动稳定;随通气孔直径的增大,泄流量和通风量均先增大然后减小,具有最大值,且环流空腔内的负压值迅速减小并趋于零;不通气或通气孔的直径较小时,负压值较大,壁面压强也较大,这与通常的认识不同;随下游水位的升高,在下游洞口临近淹没时,通气量达到最大。     

A NUMERICAL STUDY OF THE TRAIN-INDUCED UNSTEADY AIRFLOW IN A SUBWAY TUNNEL WITH NATURAL VENTILATION DUCTS USING THE DYNAMIC LAYERING METHOD

The objective of this study is to investigate numerically the characteristics of train-induced unsteady airflow in a subway tunnel with natural ventilation ducts. A three-dimensional numerical model using the dynamic layering method for the moving boundary of a train is first developed, and then it is validated against the model tunnel experimental data. With the tunnel and subway train geometries in the numerical model exactly the same as those in the model tunnel experimental test, but with the ventilation ducts being connected to the tunnel ceiling and a barrier placed at the tunnel outlet, the three-dimensional train-induced unsteady tunnel flows are numerically simulated. The computed distributions of the pressure and the air velocity in the tunnel as well as the time series of the mass flow rate at the ventilation ducts reveal the impact of the train motion on the exhaust and suction of the air through ventilation ducts and the effects of a barrier placed at the tunnel outlet on the duct ventilation performance. As the train approaches a ventilation duct, the air is pushed out of the tunnel through the duct. As the train passes the ventilation duct, the exhaust flow in the duct is changed rapidly to the suction flow. After the train passes the duct, the suction mass flow rate at the duct decreases with time since the air pressure at the opening of the duct is gradually recovered with time. A drastic change in the mass flow rate at a ventilation duct while a train passes the corresponding ventilation duct , causes a change in the exhaust mass flow rate at other ventilation ducts. Also, when a barrier is placed at the tunnel outlet, the air volume discharge rate at each ventilation duct is greatly increased, i.e., the barrier placed at the tunnel outlet can improve remarkably the ventilation performance through each duct.     

洞坪水电站地下厂房通风系统设计

根据洞坪水电站地下厂房的特点,通过合理地组织气流,以期达到最佳的通风效果.     

超长引水隧洞施工期通风措施研究——以巴基斯坦N-J水电工程为例

在水电工程的隧洞开挖中,通风技术方案是否合理对工程的顺利实施至关重要。在分析N-J水电工程引水隧洞施工通风技术难点的基础上,分别以独头掘进段、继续掘进段及TBM段施工通风为例,介绍了该工程通风设备选型及技术方案设计方面的经验。工程实践表明,对长距离隧洞采用大功率轴流风机进行压入式通风,具有系统布设简单、效率高的特点,而且能节约施工成本与工期,对类似工程具有借鉴意义。     

Selection of ventilation systems for highway tunnels as part of hydrotechnical complexes

Conclusion The investigations permit solving the most complex problem of ventilating highway tunnels — the selection of their ventilation scheme in accordance with the given calculation method and data of Tables 1 and 2.Translated from Gidrotekhnicheskoe Stroitel'stvo, No. 11, pp. 17–21, November, 1993.     

多洞联合泄洪通风补气系统运行特性

结合水-气分层流理论,构建了如美泄洪洞与溢洪洞联合泄洪通风补气系统理论计算模型,研究了如美多条泄洪隧洞的通风补气特性,绘制并总结了如美各条泄洪隧洞的负压、补气竖井风速及通风量随泄洪洞洞顶余幅高度及其补气竖井截面尺寸的变化规律。结果表明：泄洪洞负压出现极小值和极大值并存的3分区,而溢洪洞负压无明显变化;泄洪洞补气竖井风速和通风量出现极大值,溢洪洞补气竖井通风量反之出现极小值。综合考虑各条隧洞通气参数的变化,可为联合泄洪系统中泄洪洞及其补气竖井尺寸的选择提供参考依据。     

NUMERICAL STUDY ON AIR FLOW AROUND AN OPENING WITH LARGE EDDY SIMULATION

Jet characteristics of air supply opening in a ventilating or an air-conditioning system is primarily decided by the folw state in the duct connected to the opening. It is valuable to study the opening jet characteristics and the flow state in a duct. In this study, the Large Eddy Simulation (LES) technique combined with the Tarlor-Galerkin Finite Element Method ( FEM) in Computational Fluid Dynamics (CFD) was applied to the problem. The 3-D flow fields in ducts around air supply opening under typical conditions were investigated by numerical simulation as well as experimental measurements. Numerical results agree well with the available experimental data. It indicates that the LES method is available under the conditions with complicated boundaries and inner accompanied by anisotropic large-scale eddies, and it is credible to predict the jet deflection characteristics around an opening.     

三峡工程泄洪深孔跌坎掺气体型模型试验研究

通过比尺为35和20的两个模型,观测了流态、压力分布、通气量、掺气浓度分布等物理量,对三峡工程泄洪深孔跌坎掺气体型中的跌坎高度、明槽坡度、盖板形式和通气孔尺寸等进行了比较,提出了可行的深孔跌坎掺气体型。该体型已为设计采用。另外还对不同比尺模型中水流掺气的比尺效应进行了初步探讨。     

敞开式TBM隧洞通风系统布置及除尘效果研究

为了研究敞开式TBM施工通风布置方案并提高通风除尘效果,以引汉济渭秦岭输水隧洞TBM工程为依托,利用数值计算软件FLUENT对不同送风风速,不同送风管位置下的洞内除尘效果进行了计算研究,并将模拟计算与现场实测结果对比,优化了施工通风系统布置。研究结果表明:粉尘质量浓度从拱架作业区至主控室逐渐增大,随着到掌子面的距离增加,粉尘浓度降低;送风风速越大,洞内粉尘危险浓度区域越广,敞开式TBM内人员集中作业区的粉尘质量浓度越小;送风管距掌子面越远,人员集中作业区粉尘浓度越高,送风管布置在距掌子面15 m时,作业区粉尘浓度最低。优化方案将送风风管和除尘风管分别布置在距掌子面15 m和25 m,送风风速和除尘风速为40 m/s和15 m/s时,作业区粉尘质量浓度可控制在2 mg/m~3规范限值以下。