六盘山特长公路隧道自然风利用节能技术研究

摘要

目前关于公路隧道中自然风风压计算及利用自然风通风节能方面已经有了较为深入的研究，但是在一些细节上不够完善和具体。例如在风墙式压差的计算中，风压系数如何取值尚缺乏相关研究。本论文依托宁夏境内长度为9.5km的六盘山特长高速公路隧道工程，对特长高速公路隧道的自然风压计算、隧道内自然分布及变化规律、自然风通风节能控制技术进行研究，主要研究工作如下:
　　首先对六盘山隧道各自然风压影响因素计算方法进行研究，分析其计算公式中存在不足。在此基础上通过理论推导、室内试验等研究方法，对风压系数随洞口坡面倾斜角、洞外自然风变化规律进行研究，得到隧道风压系数取指表。根据六盘山隧道各洞口附近实际情况，确定各洞口风压系数的合理取值。对六盘山隧道内自然风计算方法进行了研究，结合六盘山隧道各洞口风压系数的取值，得到了六盘山隧道左、右线洞内自然风计算公式。对贯通后的六盘山隧道洞内自然风进行现场实测，将实测结果和程序计算结果进行对比，以验证六盘山隧道洞内自然风计算公式计算结果的正确。
　　其次，在六盘山隧道斜井及隧道洞口建立长期气象监测站，对其气象数据进行长期监测。结合六盘山隧道气象监测数据、理论计算公式，采用编程计算的方法，计算得到六盘山隧道洞内自然风数据。对计算结果进行统计分析，得到六盘山隧道洞内自然风分布及变化规律。
　　对目前洞内自然风设计风速的确定方法进行研究，分析各种方法的优缺点。基于此，提出了考虑洞内自然风加权风速和保证率的自然风设计风速确定方法。最后结合六盘山隧道洞内风机布置情况、自然风分布情况确定六盘山隧道的利用自然风通风节能技术。提出了隧道交通流-自然风双因素前馈式智能控制节能模型。
　　通过研究，改进了现有隧道自然风压计算方法和隧道洞自然风设计风速确定方法及利用自然风节能控制方法，研究成果可作为类似隧道工程通风设计参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 依托工程概况

1．4 本文研究的内容及技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．1 技术路线

1．5 论文创新点

第2章 六盘山隧道洞外气象条件及自然风压影响因素研究

2．1 六盘山隧道长期气象数据监测

2．2 六盘山隧道洞外气象条件分析

2．2．1 六盘山隧道洞外温度条件

2．2．2 六盘山隧道洞外气压条件

2．2．3 六盘山隧道洞外地表自然风条件

2．2．4 六盘山隧道洞外湿度条件

2．3 六盘山隧道洞外气象条件对自然风压影响因素分析

2．4 本章小结

第3章 六盘山隧道洞内自然风计算方法研究

3．1 六盘山隧道自然风压各影响因素计算方法

3．2 六盘山隧道风压系数取值研究

3．2．1 风压系数影响因素分析

3．2．2 风压系数变化规律及取值方法

3．2．3 六盘山隧道风压系数取值

3．3 六盘山隧道洞内自然风计算方法

3．4 现场实测及数值模拟对六盘山隧道自然风计算方法的验证

3．4．1 现场实测对六盘山隧道自然风计算方法的验证

3．4．2 三维数值模拟对六盘山自然风计算方法的验证

3．5 本章小结

第4章 六盘山隧道洞内自然风速确定方法研究

4．1 六盘山隧道洞内自然风分布及变化规律

4．1．1 六盘山隧道自然风风速大小分布情况

4．1．2 六盘山隧道自然风风向分布情况

4．1．3 六盘山隧道洞内自然风风速月变化规律

4．1．4 六盘山隧道洞内自然风风向月变化规律

4．1．5 六盘山隧道洞内异常风速分布情况

4．2 六盘山隧道自然风设计风速确定方法研究

4．3 本章小结

第5章 六盘山隧道前馈式智能控制自然风节能技术研究

5．1 隧道交通流-自然风双因素前馈式智能控制节能模型

5．2 六盘山隧道风机控制策略及控制时段研究

5．3 六盘山隧道风机控制方法研究

5．3．1 六盘山隧道射流风机控制方法

5．3．2 六盘山隧道轴流风机控制方法

5．4 六盘山隧道利用自然风通风节能全年控制方案

5．5 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表论文及参加的科研项目