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本毕业论文为本人参与的广东省交通运输厅科技项目《自然保护区特长公路隧道环保型建造与运营节能关键技术研究》项目(项目编号:2010-01-005分类号:U45)中子课题——短距离连续特长公路隧道通风与综合节能技术研究中内容。 随着中国公路隧道不断向重丘地区延伸,连续隧道不断增多,在短距离连续隧道运营过程中,极易出现隧道污染空气在两隧道之间的窜流,无法从两隧道相接的进出口有效排除,造成隧道运营环境恶化,降低空气能见度,增加了交通事故发生的几率,降低了隧道通风系统的可靠性。 本研究依托粤湘高速公路博罗至深圳段进行研究。博深高速全长62.23km,起于惠州市止于深圳市。全线设计行车速度100km/h采用大断面6车道标准建设。其中,水涧山特长隧道长约290m;石鼓特长隧道长约4011m。两隧道纵向间距相距约40~50m,它们均下穿银屏山自然保护区。由于两隧道纵向间距很短,纵向受交通通风力影响会带来隧道洞口污染物扩散受限、隧道洞口污染空气窜流和回流控制影响。本研究着重解决短距离连续特长隧道通风排污扩散及减小二次污染的难题,以及提高隧道内通风质量,合理设置隧道通风方案。 本论文首先通过广泛国内外资料的查阅与工程调研,深入了解国内外连续隧道运营通风现状,确定课题的研究方法和可利用的理论基础。通过理论分析、数值模拟、模型试验等方法,开展相关研究。 采用隧道洞口扩散TOP模式对石鼓隧道和水涧山隧道单座隧道的污染空气扩散状况进行计算,研究出不同横风作用下,上下游隧道洞口间不同距离点的污染物窜流百分比,以及该窜流百分比与下游隧道进口风速的关系。 提出了短距离连续隧道洞口间污染物窜流量计算方法,并以此作为计算依据进行隧道通风方案拟定。同时,采用大比例物理模型试验对短距离连续特长隧道洞口污染物的扩散机理进行验证,污染物窜流模型计算值与物理模型试验实测值的拟合优度为0.9968,试验表明数值理论计算公式和物理试验结果拟合优度良好,有很好的一致性。 提出了在上游、下游隧道设置排风孔控制上下游隧道洞口污染风窜流的通风措施。以及采用土壤净化去除NOx、CO及颗粒物的浓度技术达到降低隧道污风排放措施。并提出了土壤净化在隧道通风中的运用技术建议。 结合水涧山隧道和石鼓隧道各预测特征年限交通量及交通组成预测,通过隧道间污染物窜流模型建立并计算分析,得到了两隧道上下游污染物窜流量,提出了各运行工况的基于污染物控制指标下的通风系统运营模式建议。 通过本研究解决了短距离连续特长公路隧道污染风控制技术,对类似工程通风系统的布置有极强的指导意义,也是两隧道能否高效、安全、节能运营的关键因素之一。