青島膠州灣海底隧道通風(fēng)物理模型試驗研究101106

青島膠州灣海底隧道通風(fēng)物理模型試驗研究二〇一〇年十一月六日·長沙技術(shù)交流匯報國家山區(qū)公路工程技術(shù)研究中心招商局重慶交通科研設(shè)計院

匯報人：鄧欣一、物理模型試驗研究的必要性二、通風(fēng)物理模型的建立三、物理模型試驗方案及結(jié)論主要內(nèi)容一、物理模型試驗研究的必要性隧道終點左線接線起點隧道起點右線接線起點■工程概況①海底段結(jié)構(gòu)平安較山嶺隧道尤為重要，但通風(fēng)系統(tǒng)對于運營平安及防災(zāi)排煙功能的要求一致；②洞口的環(huán)境保護(hù)較山嶺隧道更為嚴(yán)格，通風(fēng)方案的選擇應(yīng)充分考慮隧道洞口環(huán)境狀況；③城市市政道路對隧道交通流的影響，洞外交通條件將影響洞內(nèi)的最不利通風(fēng)工況確定。存在的問題：〔1〕多豎井聯(lián)合分段縱向式通風(fēng)方式的氣流組織、系統(tǒng)配置、運營調(diào)節(jié)等實際工程經(jīng)驗較少；〔2〕豎井底氣流的竄、回流，分岔隧道的氣流組織等相對難以計算和控制；〔3〕洞口集中排風(fēng)的通風(fēng)效率問題?！?/p>

通風(fēng)系統(tǒng)模型實驗的必要性存在的問題：〔1〕多豎井聯(lián)合分段縱向式通風(fēng)方式的氣流組織、系統(tǒng)配置、運營調(diào)節(jié)等實際工程經(jīng)驗較少；〔2〕豎井底氣流的竄、回流，分岔隧道的氣流組織等相對難以計算和控制；〔3〕洞口集中排風(fēng)的通風(fēng)效率問題?！?/p>

通風(fēng)系統(tǒng)模型實驗的必要性存在的問題：〔1〕多豎井聯(lián)合分段縱向式通風(fēng)方式的氣流組織、系統(tǒng)配置、運營調(diào)節(jié)等實際工程經(jīng)驗較少；〔2〕豎井底氣流的竄、回流，分岔隧道的氣流組織等相對難以計算和控制；〔3〕洞口集中排風(fēng)的通風(fēng)效率問題。■

通風(fēng)系統(tǒng)模型實驗的必要性——影響通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)模、運營效果、關(guān)乎隧道平安與節(jié)能的重要問題。物理模型試驗是解決工程復(fù)雜問題的最為直觀、有效的手段。二、物理模型的建立及系統(tǒng)構(gòu)成■

物理模型的設(shè)計三個相似——模型與原型兩個力學(xué)體系的相似性〔1〕幾何相似〔2〕運動相似〔3〕動力相似〔1〕流體不可壓〔2〕流體聯(lián)系性假設(shè)〔3〕流體流動為穩(wěn)定流〔4〕流體流動遵守能量守恒定律四個假設(shè)——模型更集中地表達(dá)原型的特征雷諾準(zhǔn)那么對于隧道通風(fēng)氣流來說，在幾何相似前提下，使模型流動成為充分開展的紊流，是與原型流動保持相似的唯一條件。建?！?/p>

物理模型的設(shè)計物理模型規(guī)模：大比例尺1：10比尺名稱線性比尺λl面積比尺λA速度比尺λv壓力比尺λp模型：原型1：101：1021：11：1■

物理模型的設(shè)計微壓計測量系■

物理模型系統(tǒng)的構(gòu)成智能風(fēng)速儀三、物理模型試驗方案及結(jié)論◆模型系統(tǒng)的根本性能實驗〔1〕沿程阻力損失系數(shù)試驗〔2〕隔柵阻力系數(shù)試驗〔3〕射流風(fēng)機(jī)等效作用試驗〔4〕智能風(fēng)速儀測量風(fēng)速穩(wěn)定時間實驗〔5〕模型的斷面風(fēng)速試驗◆通風(fēng)系統(tǒng)的工況實驗〔1〕設(shè)計方案最不利工況下的可行性驗證試驗〔2〕通風(fēng)系統(tǒng)在不同工況下的適應(yīng)性試驗■

物理模型試驗方案檢驗?zāi)Ｐ偷南嗨菩源_保測試數(shù)據(jù)的可信度、可靠性◆豎井底竄流、回流問題分析■

試驗結(jié)論分析隧道豎井底短道段的氣流組織直接影響通風(fēng)系統(tǒng)運行的有效性。——通過模型試驗合理確定井底竄流量◆豎井底竄流、回流問題分析3＃豎井短道段2＃豎井短道段◆豎井底竄流、回流問題分析當(dāng)3＃豎井短道段〔第一單元〕風(fēng)速數(shù)值大于1.0m/s那么主要為竄流，小于1.0m/s那么主要為回流；

當(dāng)2＃豎井短道段〔第二單元〕風(fēng)速數(shù)值大于1.2m/s那么主要為竄流，小于1.2m/s那么主要為回流。3＃豎井短道段：當(dāng)Qs1/Qr1＞0.184、Qs1/Qr2＞0.192時，竄流現(xiàn)象；當(dāng)Qs1/Qr1＜0.184、Qs1/Qr2＜0.192時，回流現(xiàn)象。2＃豎井短道段：當(dāng)Qs2/Qr2＞0.188、

Qs2/Qr3＞0.215時，竄流現(xiàn)象；當(dāng)Qs2/Qr2＜0.188、Qs2/Qr3＜0.215時，回流現(xiàn)象?！?#豎井集中排風(fēng)試驗現(xiàn)象分析■

試驗結(jié)論分析調(diào)整1＃排風(fēng)井風(fēng)機(jī)功率：〔1〕對1＃排風(fēng)口上游各段的風(fēng)速和風(fēng)量變化影響甚微；〔2〕隨著1＃井排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增大，下游段回流風(fēng)量迅速增大。◆1#豎井集中排風(fēng)試驗現(xiàn)象分析■

試驗結(jié)論分析解決方案：〔1〕調(diào)整1＃豎井位置至少距離洞口400m以上；〔2〕排風(fēng)口上游側(cè)增設(shè)射流風(fēng)機(jī)?！舴植聿繗饬鹘M織研究■

試驗結(jié)論分析試驗現(xiàn)象：分岔部后的風(fēng)量隨著該段動力的增加而增大。試驗結(jié)論：加設(shè)射流風(fēng)機(jī)，滿足不利工況下的汽車交通風(fēng)通風(fēng)動力缺乏的氣流分配要求。物理模型試驗可以直觀地解決工程復(fù)雜問題——特殊結(jié)構(gòu)段的氣流組織、氣流分配問題——分析風(fēng)道、風(fēng)口、斷面變化型式的影響——系統(tǒng)風(fēng)機(jī)功率配置、系統(tǒng)運行方案的組合■

結(jié)語由于我國在隧道通風(fēng)技術(shù)方面的實踐經(jīng)驗缺乏，在復(fù)雜通風(fēng)方案的設(shè)