雀儿山高海拔特长公路隧道施工通风关键技术研究

发布时间：2017-08-29 20:03

  本文关键词：雀儿山高海拔特长公路隧道施工通风关键技术研究

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【摘要】：近年来,随着我国公路建设的快速发展,公路隧道建设规模、建设数量也取得了快速的发展,国内中部与东部的公路网路已经基本覆盖了大部分城市,而西部地区的公路网络相对落后,为保证西部地区的经济发展,目前国家正在加速规划西部公路建设,由于西部地区山脉多且海拔较高,我国目前已建和在建的高海拔隧道正逐步增多,高海拔隧道建设过程中主要遇到的问题是由于海拔越高、气压越低,氧含量越低,导致施工人员易出现身体不适影响施工效率。国道317线雀儿山隧道长7048米,洞口高程在4380m左右,为得到高海拔地区隧洞施工通风标准等关键技术指标,并为高海拔隧道施工通风系统设计提供设计依据,特依托雀儿山高海拔特长公路隧道看展了高原地区CO浓度控制标准、机械排污量、风机性能以及风管漏风率的相关研究,制定了不同海拔的CO浓度控制标准模型、机械排污量修正模型、风机功率修正模型以及风管漏风率修正模型,建立了一套完整的高海拔地区施工通风设计标准。本论文主要研究工作和成果主要有以下四个方面：1、通过对人体CO中毒机理分析,基于CFK方程理论模型,通过MATLAB软件对CO控制标准进行分析计算研究,最终得到高海拔地区CO的控制标准2、以规范为依据,通过调研得到的汽油车和柴油车尾气排放已测试数据不同海拔的烟雾,CO浓度修正值进行研究分析,最终对目前规范进行修正。3、根据风机相似性理论,运用理论推导的方法对高海拔地区风机风量、风压、效率进行修正,并使用Fluent软件进行风机建模,通过改变风机结构以及工作环境来对比分析平原与高海拔风机的性能差异,并进行风机结构优化。4、对风管漏风理论的分析研究,通过理论推导方法对高海拔地区风管漏风率进行计算分析,并通过Fluent软件建模模拟分析对高海拔风管漏风率进行高海拔修正研究。通过对施工通风设计中各个参数的研究及修正,为雀儿山隧道施工通风技术提供了技术保障,确保了高海拔隧道施工人员的人身安全,为实现雀儿山隧道高效、快速以及安全的施工提供了技术支持,且为其他类似高海拔隧道施工通风技术设计提供了有价值的参考。
【关键词】：高海拔隧道 CO浓度控制标准 机械排污量修正 风机性能修正 漏风率修正
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U453.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 依托工程介绍13-14
• 1.2.1 工程简介13-14
• 1.2.2 工程特点14
• 1.3 国内外研究现状14-19
• 1.3.1 高海拔地区施工通风CO设计标准15-16
• 1.3.2 高海拔地区风管漏风率16-17
• 1.3.3 高海拔地区机械排污量17-18
• 1.3.4 高海地区风机功率18-19
• 1.4 研究主要内容、方法及技术路线19-21
• 1.4.1 研究主要内容及方法19-20
• 1.4.2 研究技术路线20-21
• 第二章 高原地区CO浓度控制标准研究21-35
• 2.1 CO作用机理及CFK理论模型21-22
• 2.2 不同海拔高度CO对人体毒性影响研究22-24
• 2.3 不同呼吸量大小CO对人体毒性影响研究24-26
• 2.4 不同海拔与呼吸量共同作用时CO对人体毒性影响研究26-29
• 2.5 不同海拔高度隧道施工CO浓度控制标准29-32
• 2.6 雀儿山隧道保证人员健康条件下时间的确定32-34
• 2.7 本章小结34-35
• 第三章 高海拔机械排污量研究35-42
• 3.1 高原地区车辆的CO与碳烟排放量调研研究35-41
• 3.1.1 车辆污染物生成机理和影响因素35
• 3.1.2 烟雾排放量海拔高度系数调研研究35-38
• 3.1.3 CO排放量海拔高度系数调研研究38-41
• 3.2 本章小结41-42
• 第四章 高海拔风机功率研究42-66
• 4.1 海拔升高对气候环境的影响42-43
• 4.2 风机工作原理及相似律理论43-46
• 4.2.1 风机分类43-44
• 4.2.2 相似律理论44-46
• 4.3 不同海拔高度风机参数修正46-50
• 4.3.1 高海拔风机风量修正46-47
• 4.3.2 高海拔风机风压修正47-48
• 4.3.3 高海拔风机功率修正48-49
• 4.3.4 雀儿山隧道风机性能曲线修正49-50
• 4.4 轴流风机结构优化研究50-65
• 4.4.1 影响通风机性能的主要因素51-52
• 4.4.2 物理模型的建立52-53
• 4.4.3 叶片安装角对风机性能影响结果分析53-59
• 4.4.4 叶片安装角对风机叶片压力影响结果分析59-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 高海拔风管漏风率研究66-82
• 5.1 风管漏风的原理66-68
• 5.2 风管沿程漏风率研究68-75
• 5.2.1 平原风管沿程漏风率研究68-71
• 5.2.2 平原风管沿程漏风率现场测试71-73
• 5.2.3 雀儿山风管沿程漏风率研究73-74
• 5.2.4 不同破损条件下风管沿程漏风率研究74-75
• 5.3 风管沿程漏风率数值模拟计算75-79
• 5.3.1 平原地区沿程漏风率75-78
• 5.3.2 高原地区沿程漏风率78-79
• 5.4 高原风管漏风率修正79-81
• 5.5 本章小结81-82
• 第六章 雀儿山隧道施工通风风量计算82-93
• 6.1 施工通风设计原则82-84
• 6.1.1 设计原则82-83
• 6.1.2 洞内有害气体与卫生指标要求83-84
• 6.2 基于目前规范的需风量计算84-88
• 6.2.1 主洞风量计算84-86
• 6.2.2 平导风量计算86-88
• 6.3 基于本文研究成果需风量计算88-92
• 6.3.1 主洞风量计算88-90
• 6.3.2 平导风量计算90-92
• 6.4 本章小结92-93
• 第七章 结论与展望93-99
• 7.1 结论93-98
• 7.2 展望98-99
• 致谢99-100
• 参考文献100-103
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目103

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本文编号：755154