OGFC面层在公路隧道防火中的作用

研究了OGFC路面在隧道防火中的应用,并分析了其防火效果.OGFC沥青混合料孔隙率高达15%～25%,可以把泄漏在OGFC路面层的液体燃料迅速排入道路两侧边沟.本文对比分析了OGFC/SMA/AK三种沥青混合料的排油速率和饱油孔隙率.通过室内马歇尔试件的汽油燃烧试验和隧道内燃料泄漏模型的计算分析,发现OGFC面层的排油防火效果非常好.     

公路隧道安全等级研究

我国目前的公路隧道既没有安全等级划分,也没有安全设施设计标准,设计者只能根据经验和认识程度进行设计,运营安全隐患较多.提出了影响公路隧道安全等级的5个因素和4种关系.认为公路隧道安全等级的划分必须同时考虑隧道长度和交通量,隧道长度是一个基础分界指标,交通量是一个可变的动态指标.根据目前我国公路隧道建设的实际状况和技术水平,选取隧道的特征长度分别为0.5 km、1.0 km、3.0 km、5.0 km、10.0 km,隧道的断面交通量按照高速公路的最低要求取为10 000辆/d,将公路隧道安全等级从高到低划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V五个等级,并提出了进行公路隧道安全设施标准研究的基本思路和方法.     

环保型隧道防火涂料的研究

研制了一种可在潮湿环境中使用,火灾发生时无有害气体产生的环保型隧道防火涂料.涂料的粘结强度为0.4 MPa,耐水性大于20 d,烟气毒性达到AQ-1级.按ISO834曲线升温,涂层厚度13 mm时,耐火极限达到3.5 h;按碳氢曲线升温,涂层厚度20mm时,耐火极限达到3.0 h.为防止涂料加水拌和后沉淀分层,增加涂料的和易性,研制了一种分散剂.产品已工业化生产并应用于一些标志性隧道工程.     

基于贝叶斯网络的公路隧道服役状况诊断方法研究

隧道结构的服役状况评价结果直接影响隧道养护决策,为客观合理反映运营隧道衬砌的服役状况,基于已有研究成果和专家知识,运用层次分析法建立了由目标层、一级指标层和二级指标层构成的隧道结构服役状况评价指标体系,确定了隧道衬砌服役状况的4个评价等级。在此基础上,采用贝叶斯网络结构学习TAN方法并结合专家经验知识,建立了隧道衬砌服役状况评价的贝叶斯网络模型,并结合某隧道工程实例验证了该方法的有效性。结果表明,基于贝叶斯网络的评价模型能较好地反映隧道衬砌结构的服役状况。利用贝叶斯网络进行推理分析,能考虑评价指标之间的交互性,使得诊断结果更符合客观实际。     

公路隧道通风控制系统的研究

通风系统是长大公路隧道的重要组成部分.将隧道内有害气体及粉尘浓度控制在容许限度之内,是通风控制的目的.通过传感器采集隧道内有害气体及粉尘浓度,并将主要的控制参数传递给上位机,一旦超标就启动声光报警和风机换气.考虑到节能的同题,将变频调速技术应用到隧道通风控制中.     

公路隧道空气净化的实验研究

随着交通事业的发展,公路隧道,特别是长大隧道,在整个线路中所占的比重越来越大。由于隧道是个相对闭塞的空间,污染空气不易扩散,致使隧道空气中污染物质的浓度不断增加。目前,国内外普遍采用通风换气法来稀释、控制隧道空气中污染物的浓度,使其达到环保要求。对长大隧道,有时不得不增大隧道断面或设置通风竖井,以满足通风要求。这必然导致增大初期投资和运行费用。因此,国际上正在探索新的技术途径来治理公路长隧道空气污染问题。笔者用脉冲电晕放电技术对公路隧道中的污染空气进行了净化实验研究。实验取得满意效果,除尘效率达９０％ 以上,ＣＯ氧化脱除率可达７０％ 。该技术为解决公路长隧道污染空气的就地净化问题提供了一条新的途径。     

基于环形开挖留核心土法的公路隧道围岩应力分析

分析环形开挖留核心土法的公路隧道拱顶、拱肩、拱腰、拱墙、拱脚应力变化规律,并研究公路隧道最佳开挖间距和注浆圈厚度。本文基于隧道工程理论,结合富水区阿嘎下隧道特点,利用有限元软件MIDAS GTS NX,建立与富水区阿嘎下隧道尺寸一致的数值模型,研究不同开挖间距、不同注浆圈厚度条件下,阿嘎下隧道围岩应力的分布规律。研究结果表明:拱墙处围岩应力最大,选取3~4 d(d为隧道净宽)开挖间距和0.3 d厚度的注浆圈时,对隧道围岩稳定性的影响较小。     

公路隧道内纵向通风对火灾参数影响的试验研究

公路隧道发生火灾时易造成严重后果,纵向通风作为火场排烟降温的常用措施会改变燃烧的火源功率及相关火灾参数,影响公路隧道通风排烟的设计。利用按照弗洛德相似性原理自行设计建造的公路隧道火灾烟气输运特性研究试验台,研究了不同纵向通风风速下燃料火源功率、火焰形状和烟气层高度、距火源2 m人眼高度处一氧化碳体积分数、隧道横截面竖向温度及隧道纵向人眼高度处温度的变化规律。结果表明,所研究的火灾参数与纵向通风之间呈现非线性变化关系,火源功率在纵向通风作用下出现"双驼峰"现象,随风速增大,火源功率、火焰主体长度与亮度的变化规律相似,平均燃烧速度与一氧化碳体积分数、温度变化规律一致。     

地板送风系统室内可吸入颗粒物沉降特性的试验研究

分析地板送风系统停机后影响室内可吸入颗粒物浓度变化的因素,建立颗粒物浓度的沉降模型并求出分析解,得出颗粒物浓度随时间的变化规律.通过颗粒物浓度的沉降模型计算颗粒物的沉降损失率和沉降速度.结果表明,当室内颗粒物的粒径大于1 μm时,其沉降损失率与粒径呈线性正相关; 粒径小于1 μm时,其沉降损失率和衰减率低于前者,但沉降稳定后的颗粒物浓度远大于前者.研究进一步证明了大粒径颗粒物的沉降主要由重力决定而小粒径的由布朗扩散力决定.     

基于隧道沥青路面温拌施工工艺产生沥青烟尘综合评价试验研究

为了实现对隧道内沥青路面温拌施工抑烟效果的综合评价,依托广东省汕昆高速高速公路龙川至连平段的粗石山特长隧道沥青路面铺装工程,比较了热拌与温拌施工工况下的隧道内沥青烟质量浓度、沥青烟有效成分和毒性及现场能见度,以综合评价隧道沥青路面温拌施工的抑烟效果。结果表明,3种试验检测方法切实可行,隧道内沥青路面温拌施工的抑烟效果显著。     

风机横向布置间距对公路隧道污染物分布的影响研究

隧道内风机布置方式对通风效率和汽车尾气净化有显著影响,为了优化隧道顶部风机横向布置,提高隧道通风效率,改善隧道内的环境质量,有效节约隧道运营通风能耗,利用计算流体软件Fluent,建立公路隧道射流通风模型,开展不同风机横向布置间距隧道内流场和污染物分布的三维数值模拟,分析隧道内流场分布、纵向CO质量分数分布和不同截面CO质量分数分布特征及规律。结果表明:风机横向布置间距对隧道内的通风和净化除尘效果都有一定的影响,流场分布与污染物分布规律相似;在风机横向布置间距为3倍风机直径时,升压折减系数为0.6154,达到最大值,此时隧道内的流场分布和污染物控制效果较好;因此,在进行风机布置时,建议将风机横向布置间距确定为3倍风机直径。     

FLUENT在公路隧道有毒气体事故泄漏扩散研究中的应用

针对公路隧道内氯气扩散问题,以计算流体力学(CFD)为理论基础,应用GAMBTT软件进行几何模型构建和网格划分.用FLUENT对所建模型中的风场和氯气泄漏扩散结果进行了模拟分析.通过不同位置氯气质量分数的比较,分析了稳定纵向通风条件下.隧道内障碍物和氯气重力效应对扩散的影响.从模拟结果可以看出,隧道内的障碍物(主要是汽车)对氯气扩散有明显阻拦作用.造成氯气在下部空间的扩散比上部空间要慢,而且距泄漏源相同距离处.下部空间的氯气质量分数远小于上部空间.同时讨论了泄漏源位置对氯气扩散范围的影响,结果表明即使在泄漏源较高的情况下,经过一段距离的扩散,氯气也会由于重力作用逐渐到达地面.最后,论证了FLUENT软件对处理隧道内毒气扩散问题的适用性,为研究工作的进一步开展提供了依据.     

特大断面公路隧道线型感温火灾探测系统适用性研究

随着我国公路交通量日益增多,大断面、特大断面公路隧道不断涌现,可靠、有效的隧道火灾探测越来越重要。选取了6种典型的隧道断面,综合考虑探测器类型、纵向风速、火源功率、火源位置等因素,运用火灾动力学模拟软件FDS分析了系列火灾场景下温度、烟气分布、探测器报警时间、报警位置偏移量等特性。研究结果表明: 隧道断面尺寸、纵向风速越大,感温探测器报警时间越长。通过对顶棚烟气温度的分析,发现特大断面隧道中线型感温探测系统采用差温报警较定温报警更有效。在使用差温报警时,纵向通风会使报警位置发生偏移,报警位置偏移量d与隧道纵向风速v、火源到隧道顶棚距离Hd满足线性关系式:d=6.404v+0.923Hd-6.762。随着隧道断面尺寸的增大,需要敷设更多的感温光纤以在规定时间(60 s)内探测到火灾。对于高度H≥12 m的隧道,即使增设多条感温光纤,也无法在60 s内有效报警,需补充设置基于火焰和烟气特征的非接触式火灾探测器。     

公路隧道纵向诱导风速对火灾烟气控制效果影响分析

针对某公路隧道采用集中排烟方式的工程实际,为了分析纵向诱导风速对隧道火灾烟气控制效果的影响规律,进而确定可能的火灾场景时的合理纵向诱导风速,采用火灾动力学模拟软件FDS构建了数值分析模型,并设计了相应的火灾工况.根据隧道实际交通流量、车辆类型及公路等级,确定了模拟火灾规模.分别分析了火灾规模为50 MW时隧道内不同火源位置(排烟阀打开段中部、上游1个/下游5个排烟阀、上游2个/下游4个排烟阀),不同排烟方式下(双向均衡排烟、上游端单向排烟、下游端单向排烟),不同纵向诱导风速情况时的隧道2m高处能见度、烟气蔓延范围及排烟效率,根据模拟分析结果,进而确定了不同火灾工况时的合理纵向诱导风速.结果表明:不同纵向诱导风速对集中排烟模式下烟气控制效果影响显著;特定火灾规模时,火源位置、排烟方式对合理纵向诱导风速的影响不大.     

二郎山公路隧道火灾排烟及人车疏散应急方案研究

为了研究特长公路隧道火灾情况下的应急方案,根据二郎山公路隧道的实际情况,提出了2种控烟方案,并结合不同火源功率,利用FDS对该隧道发生火灾后的温度场、压力场和烟气流动情况等进行了模拟.通过对模拟结果的分析,找到了一种适合于该隧道火灾情况下的控烟方案,即从隧道两侧平行导洞同时向内送新风,从而在平行导洞内形成正压,以便抑制火灾烟气进入平行导洞,为人员等的安全疏散提供便利.最后结合此控烟方式,本着行人与车辆单独疏散的原则提出了具体的火灾排烟和人车疏散方案.     

长隧道韵律型视觉环境设计研究

采用心理物理试验分析公路隧道内部视觉环境对驾驶员行车安全的影响,将E-prime 2.0软件与仿真驾驶模拟器相结合,对驾驶员在隧道内长时间行车中的速度判断准确率及反应时间两个指标进行分析,提出了利用标志标线构建公路隧道内韵律型标线系统的改善措施,以改善隧道内视觉环境,并利用数理统计方法及Logistics拟合分析对设计方案进行评价。结果表明:1)公路隧道内韵律型标线系统能提升隧道内驾驶员的速度判断准确率3.33%~11.66%;2)普通公路隧道场景中,被试者反应时间与隧道内行车时间存在显著关系,公路隧道内韵律型标线系统的场景中,反应时间与隧道内的行车时间没有显著关系,能有效缓解视觉疲劳现象;3)被试者反应时间的增加同时受隧道内视觉环境与行车时间的影响。公路隧道内韵律型标线系统能有效提高驾驶员的反应时间,适用于行驶速度为80 km/h、大于1 333 m的隧道。     

纵向风速对隧道内烟气发展影响的实验研究

通过在鹰嘴岩隧道内的现场模拟火灾试验,对不同纵向通风速率下隧道内烟气发展过程进行了研究。结果表明,纵向风速和火源大小均对烟气层沉降有重要影响。相比之下,纵向风速对烟气层沉降的影响更大;火源位置较高时,烟气层热膨胀力较大,在距离火源一定距离外仍可产生上游方向的烟气逆流;一定坡度的隧道在某种条件下可以产生"弱烟囱效应",导致烟气向下游方向的流速增加。在隧道设计中可以考虑利用这一点来增加排烟效率。