竖井型城市隧道阻滞交通状况下自然通风模型试验研究

　　以连续竖井的静压分布特性为基础,采用分段模型试验的方法,分4段搭建了南京市中山东路隧道模型,进行阻滞状况下的交通风压通风试验,得到了隧道的自然通风特性,以及竖井通风的一些规律。通过建立通风量与有害气体浓度之间关系的数学模型,研究评价隧道自然通风效果的方法,由此对中山东路隧道通风效果做出评价,得出竖井型城市隧道自然通风的相关结论。

　　关键词：城市隧道;竖井;阻滞交通;自然通风;模型试验

　　Abstract: The model of Zhongshandonglu tunnel is built deviding into four segments,based on the peculiarity of pressure distribution in continuous state vertical well and the method of subsectional experiment.The ventilated experiment of the transportation wind pressure on the status of block was carried on,the peculiarity of ventilation in the tunnel and some regulations of ventilation in the vertical well are obtained.The way of evaluating ventilation effect in natural ventilation tunnel is discussed through the mathematic model of the relationship of ventilation measure and harmful gas concentration.From this,the article evaluates the ventilation effect of Zhongshandonglu tunnel and finally gets the related conclusions about the use of natural ventilation in city tunnel.

　　Keywords: city tunnel;vertical well;block transportation;natural ventilation;model experiment

　　交通阻滞时，车速小于10km/h［1，2］。最值得关注的是汽车“走走停停”，不能形成稳定的交通风压，此时隧道将几乎完全利用自然压差通风，通风效果无疑远差于正常交通状况。所以，对阻滞状况下的试验不再令模型汽车运动，以模拟阻滞时的最不利通风状况，这对竖井型城市隧道自然通风特性与可行性至关重要［3～7］。

试验模型设计

　　为达到试验目的，需要有2 种模型隧道。一种是没有任何竖井的无分支隧道，而另一种模型其样式完全符合中山东路隧道。中山东路隧道含有3 个不同长度的最不利通风段，段长分别为146m、249m、100m，每个最不利通风段的两端均设置有5～6 组竖井。3 个最不利通风段设计模型如图1～3 所示。

　　(1) 无竖井隧道利用自然压差通风时流场仍然是一维的。阻滞交通下，608m 长的无竖井自然通风隧道已不能满足通风要求;

　　(2) 有竖井隧道利用自然压差通风时气流场是三维的，暗埋段中间部位通风效果差于其它部位;

　　(3) 在同等竖井个数下，最不利通风段长度越长，空气品质越差，有害气体浓度越高。因此，暗埋段的长度具有一个临界值，当隧道暗埋段长度大于临界长度时，暗埋段不能满足通风要求;

　　(4) 当中山东路隧道址地的气候环境和实验相近时，利用自然压差基本能够满足通风要求。结合正常交通状况下的模型试验结论可知，顶部设有通风竖井的长大城市隧道采用自然通风能够把有害气体浓度控制在标准之内。

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