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原文传递深埋特长隧道通风关键技术研究

论文题名：	深埋特长隧道通风关键技术研究
关键词：	深埋特长隧道;通风井;地下风机房;通风设计;分区设计
摘要：	随着我国经济的发展，一些深埋特长隧道不断涌现，这对隧道的通风设计提出了更高的要求。通风井的经济断面积和经济风速是土建投资、设备投入和运营能耗的最优匹配结果。对于特长深埋隧道，有时要设置多个通风井，将隧道进行分段通风，此时，调整一个通风井的位置或断面积将对整个隧道的通风产生严重影响。伴随着分段纵向通风方式已经成为长大隧道的主流通风方式，风机房作为分段纵向通风系统不可或缺的一部分，显得尤为关键。　　大相岭泥巴山隧道是雅泸高速公路上的控制性工程，长达10km，为上下行分离的双洞单向交通隧道。具有长度长、埋深大、山体宽厚、地形地貌复杂、气候分区明显等特点。为了建设“安全、环保、节能”的泥巴山隧道，本论文以雅泸高速公路大相岭泥巴山隧道为工程背景，结合西部交通建设科技项目--大相岭泥巴山深埋特长隧道关键技术研究(2006318000104)项目，采用资料调研、理论分析、现场实测、模型试验、程序开发、数值模拟等研究手段对隧道通风井优选技术、隧道风机优化配置技术、隧道地下风机房通风设计方法等进行了研究。　　本论文的研究工作主要体现在以下几个方面：　　1.针对隧道通风井问题进行研究，建立了基于DTM模型的隧道通风井井位多因素全组合智能比选方法及以全寿命经济效益为目标的通风井经济断面和经济风速优化方法，采用程序开发手段，得到了隧道通风井优选系统软件。　　2.对隧道风机优化配置技术进行研究，建立了提高多台并联轴流风机效率的设计方法，建议了风机台数、功率比、安装间距、高度和隔墙设置长度等设计参数。　　3.针对隧道地下风机房设计中的分区设计、环境标准确定、污染物计算方法、污染物控制措施等正常运营需要，建立了特长深埋隧道有人和无人职守地下风机房内环境标准，包括污染物浓度、噪声等级、温湿度、换气次数等内容。建立了特长深埋隧道正常运营模式下地下风机房内有害气体浓度的计算方法，包括了气流输运和自由扩散两种方式，污染物浓度是丰隧道污染物浓度、体积流率、时间、风机房容积的函数。　　4.针对隧道地下风机房火灾设计中的温度、烟流计算方法，以及安全疏散措施等相关内容进行研究，分别建立了隧道及风机房内火灾模式下地下风机房温度及烟气浓度计算方法，并给出了地下风机房安全疏散设计方法。　　5.综合地下风机房正常运营以及火灾工况的设计方法，建立起地下风机房通风设计方法：　　(1)根据地下风机房环境标准以及污染物浓度计算方法，分别得到连续通风及换气通风模式下的正常运营需风量，确定正常通风系统需风量。　　(2)根据火灾模式下排烟要求，得到防灾系统需风量。　　(3)比较正常通风系统和防灾系统需风量，最终确定地下风机房需风量。　　(4)通过余热余湿计算，确定是否设置空调系统及其规模。　　(5)通过计算风管风阻及风机功率等，得到通风系统设备情况。　　(6)通过地下风机房火灾性能化设计，根据火灾模式下温升计算方法、烟流浓度计算方法，对人员安全疏散进行验算，校核通风系统设计安全性。　　(7)经复核，最终得到地下风机房通风系统。
作者：	张建国
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	王明年
授予学位：	博士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文