GG长大公路隧道通风网络仿真和应用研究修改后(胡金平).--

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1、长大公路隧道通风网络仿真与应用研究胡金平谢永利刘洪洲王廷伯(中交公路规划设计院北京100()10)摘要本文结合通风网络理论，建立风机风压计算模型、交通通风力汁算模型、自然风压计算模型及火风压计算模型，解决了通风动力在通风网络屮应用问题.并在此基础上建立隧道通风网络仿真模型，编制了隧道一元流通风系统整体仿真程序。最后对依托工程秦岭终南山特长公路隧道进行通风网络仿真，实现通风方案的模拟和计算。关键词公路隧道通风网络计算模型仿真Researchonventilationnetworkemulationandapplicationa

2、boutlonghighwaytunnelHuJinpingXieYongliLiuHongzhouWangTingbo(ChinaHighwayPlanningAndDesignInstitute,Beijing,100010,China)AbstractCombiningwithventilationnetworktheories,thepaperestablishedfan'swindpressurecalculatingmodel,transportationwindpressurecalculatingmodel,

3、naturewindpressurecalculatingmodelandfirewindcalculatingmodel,andsolvedtheapplicationproblemofventilationpowerinventilationnetwork,thenestablishedtheventilationnetworkemulationmodel,andworkedoutasimpleequationemulatorfortheanalysisoftunnelventilationsystem.Intheend

4、,thepaperanalyzedQinlingZhongnanshanextra-longtunnelventilationsystem,andtriumphantlycarriedoutaventilationschemeforthetunnel・Keywordshighwaytunnel;ventilationnetwork;calculatingmodel;emulation1引言据统计，截至2000年底，我国公路隧道通车里程己达628km/1684座，其中特长隧道54km/15座⑴。今后隧道发展的趋势是长大化，同国

5、外先进水平相比，我国在超长公路隧道关键技术，尤其是通风技术方面，存在较大差距因此对于超长公路隧道通风技术的研究迫在眉睫。隧道通风由早期自然通风发展到采用机械进行通风，全横向和半横向通风方式又逐渐被纵向通风方式所取代，纵向通风方式成为主流。近年来，世界各国的隧道专业人员一直致力于隧道通风的程序化，具代表性的有瑞典的AxelBring等在IDA（输入数据汇编程序）坏境下编制的一套模块化模拟程序。该程序灵活实用，可沿展性好易于维护。但其模拟功能单一，不便于进行方案比选和各种计算之问的转换，模拟中的经验值过多，容易影响计算结果的精度

6、；英国的AlanVardy编制的模拟计算程序可以对纵向通风方式和半横向通风方式进行计算，可以模拟稳态和非稳态气流状况。国内的酋南交大、兰州铁道学院和重庆交通科研设计院等单位在公路隧道通风方血也做过大量研究，取得了不少突破，但鉴于国内长大公路隧道建设刚刚起步,3〜5km以上隧道凤毛麟角。而单洞长达18020m的秦岭终南山双洞单向四车道公路隧道达亚洲之最，世界第二，加Z其东侧平行相距30〜120m的两座18km铁路隧道，其庞人通风防灾系统的设计和科研遇到了新的挑战。总的看来，国内隧道通风仿真程序大多存在以下问题和不足：a.隧道通

7、风形式单一，或为全纵向通风，或为竖井单排式通风，或为单竖井送排式通风，通风规模小；b.开发编制的通风计算程序相互独立，适应性差，难以进行复杂组合通风方式的模拟；c.开发的程序功能简单，难以实现不同交通量、不同运营状态等各种工况的通风模拟；d.数值仿真分析多停留在通风局部，未能进行复杂系统的全面整体通风仿真。本文针对以上问题，结合通风网络理论，建立风机风压计算模型、交通通风力计算模型、自然风压计算模型及火风压计算模型，解决了通风动力在通风网络中应用问题。并在此基础上建立隧道通风网络仿真模型，编制了隧道一元流通风系统整体仿真程序

8、。最后对依托工程秦岭终南山特长公路隧道进行通风网络仿真，实现通风方案的模拟和计算。2隧道通风网络理论模型对节点为加、支路为n及独立回路数为/的通风网络，应服从流体力学基本定律⑶。节点风流连续方程即风量平衡定律式：冋路风压平衡方程：片=工Cq'Pj-工C/jP严•一工GjP沪一》GjPj兗J