文档介绍：双洞公路隧道洞口污染物
扩散规律的研究
Research on the Diffusion of Pollutant
around the Double Road Tunnel Portal
学科专业:热能工程
研究生:张桂莲
指导教师:邢金城副教授
天津大学天津大学环境科学与工程学院
二零一二年十二月
独创性声明
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摘要
近年来,由于建设用地有限且纵向通风建设费用相对较低等原因,纵向通风
在公路隧道通风中被广泛采用。但在纵向通风方式中,单洞双向交通不能充分利
用交通风,且单洞双向交通事故率远远高于双洞单向交通,促使双洞单向隧道逐
渐成为发展的主流。但与此同时,“二次污染”问题逐渐凸显,导致通风效果不
够理想,通风能耗大大增加。高浓度的污染物从洞口排出后将在大空间里进行扩
散,对周围环境也会产生不利影响。
针对纵向通风的双洞公路隧道,本课题采用数值模拟的方法,分析研究了几
种主要因素影响下的二次污染与洞外污染物的扩散,结果表明:当排风洞口风速
一定时,随着进口风速的增加二次污染率不断增大;当进口风速一定时,二次污
染率随着排风速度的增加逐渐减小。无环境风时:给定洞间距下存在一个最不利
通风速度使得二次污染最高,并且随着洞间距的增大这一通风速度也随之增大,
而二次污染极大值逐渐减小,由洞间距 0m 时的 %降低为 32m 时的 %;
采用 MATLAB 中的 regress 函数得出了洞间距和通风速度作用下的二次污染率的
计算模型;洞间距小于等于 8m 时应当考虑二次污染的影响;给定通风速度下,
随着洞间距的增加,排风洞口气流向前扩散的距离会增加。存在环境风时:环境
风向与排风气流夹角在 0°~180°之间时,给定洞间距下二次污染率随夹角的增大
呈先增大后减小的趋势,且在夹角为 90°时最大;以 90°为参考角度,增大或减
少相同角度后的风向对应的二次污染率并不相等,且增大角度下的二次污染率大
于减小角度后的值;污染物的扩散很大程度上受风向的制约,洞外污染物将沿着
下风向扩散;给定洞间距工况,均存在一个最不利环境风速使得二次污染率最大,
且洞间距越大这一环境风速越大;利用 regress 函数对洞间距和环境风速进行回
归,得出了二次污染率的回归模型。研究了两种降低二次污染的措施:双洞之间
设置隔墙,在隔墙高度足够时,尽量设置长度较长、高度较低的隔墙以减少初投
资;错开一定长度修筑上行隧道洞口与下行隧道洞口。
关键词: 双洞公路隧道二次污染污染物扩散洞间距通风速度环境风向环
境风速
ABSTRACT
In recent years, the longitudinal ventilation is widely used in road tunnel, as a
result of the limitation of construction land and the relatively lower construction costs.
But there are two factors in longitudinal ventilation that promote double tunnel
one-way traffic gradually to e the mainstream of development. Firstly, the
single tunnel two-way traffic cannot make the most of traffic wi