公路隧道洞口污染气体窜流研究

摘要

随着公路隧道交通建设的发展,越来越多的隧道采用了纵向通风方式,在纵向通风方式下,上下游连续纵向隧道(隧道群)和左右横向近距离相邻隧道(分岔隧道、小间距隧道、连拱隧道等)洞口部位会发生通风窜流现象,使一个隧道洞口排出的污染气体部分甚至全部窜入另一个隧道中。从而引起隧道通风中的洞口污气窜流问题。
　　 论文首先介绍了隧道洞口窜流问题的研究现状,并根据依托工程博深公路隧道的设计特点建立了上、下游纵向连续隧道和左、右近距离相邻洞口部分窜流问题的数学模型,并运用FLUENT软件对洞口部分空气的扩散方式及分别对上下游和相邻隧道通风的窜流进行了三维模型计算分析研究,对洞口段污气窜流的原因和规律获得了深入的认识,并通过研究分析隧道进、排风风速以及隧道的间距对污气窜流比例的影响,分别对两种情况的隧道洞口在不同工况下隧道洞口部分的窜流进行了对比研究分析,建立了隧道洞口段的窜流规律与隧道进、排风速和隧道间距的关系。
　　 本文的另一部分工作是根据得到的隧道洞口段附近区域的气体流场特性,提出减小通风(进、排风)窜流影响的工程技术措施,并对工程措施进行了相应的数值模拟和对比分析。本文提出:在上下游纵向纵向连续隧道中,可通过修筑明洞设置排气天窗和修筑通风横洞的工程措施以减少窜流:在左右横向近距离相邻隧道中,可以通过修筑中隔墙,修筑明洞错开洞口进、出口段和修筑通风横洞的工程措施以减少窜流。
　　 最后对纵向纵向连续隧道污气窜流进行了物理模型试验,结合数值模拟,对纵向隧道洞口污气窜流现象进行了模型论证并进行了试验分析。