安全高效保障 隧道低碳運行

文/ 供圖 | 招商局重慶交通科研設計院有限公司 陳建忠

全尺寸火災試驗

隧道運營通風智能管控平臺

隨著國家高速公路網(wǎng)建設向山嶺重丘區(qū)、離岸深水區(qū)延伸，高海拔隧道、大縱坡隧道層出不窮。而在城市核心區(qū)，多匝道隧道大量涌現(xiàn)。隧道海拔高度提升、洞內(nèi)外自然風與熱壓波動、交通流多變、汽車尾氣排放標準趨嚴等特點會導致傳統(tǒng)通風設計參數(shù)取值保守、通風系統(tǒng)設計規(guī)模過量、風機運行管控失調(diào)及自然風主動利用技術缺失等問題，而隧道縱坡變大、線形復雜多變等特點則導致火災中出現(xiàn)移動火源定位不準、熱壓作用無序、煙流路徑多樣、煙氣發(fā)展態(tài)勢不明等問題，給隧道低碳運行與火災環(huán)境安全高效精準保障帶來極大挑戰(zhàn)，給交通運輸行業(yè)“雙碳”與“安全生產(chǎn)”行動實施造成壓力。

太陽能加熱隧道通風井內(nèi)空氣的原理圖

圖像處理得到火源位置對傾斜隧道煙氣相對溫升的影響

項目組在國家科技支撐計劃課題、國家自然科學基金項目、省部級科技計劃項目及重大工程科研項目等9個項目的資助下，歷時10余年，通過理論分析、數(shù)值模擬、實驗研究和現(xiàn)場實測等手段，對隧道通風精細節(jié)能管控與火災煙氣高效控制理論及關鍵技術進行了深入研究及工程實踐。

/ 隧道通風節(jié)能設計與精準調(diào)控技術/

項目建立了考慮海拔高度與行車速度的汽車一氧化碳排放量模型，提出了隧道精準低耗通風關鍵設計參數(shù)，研發(fā)了隧道自然通風動力高效利用與洞內(nèi)通風環(huán)境實時感知技術裝備，大幅降低了隧道通風系統(tǒng)裝機規(guī)模，提升了隧道通風精準調(diào)控和低碳運行水平。

傾斜隧道縱向排煙流動多解的產(chǎn)生機理與抑制方法

隧道火災煙氣精細化控制理論及方法

項目構建了維持火源下游煙氣分層穩(wěn)定的縱向風速模型與大縱坡隧道煙氣自然蔓延動力學模型，提出了考慮煙流模式不確定性的風機動力匹配方法與多匝道隧道煙氣復合控制技術，顯著提升了隧道火災煙氣精細化控制水平。

隧道火災安全環(huán)境高效精準保障技術與裝備

項目創(chuàng)建了隧道火源三維精準跟蹤定位技術，率先研發(fā)了隧道火災早期煙氣蔓延態(tài)勢超實時預報技術與隧道自適應智能排煙裝備，顯著提升了隧道火災排煙技術裝備的智能化水平。

招商局重慶交通科研設計院有限公司

招商局重慶交通科研設計院有限公司是國家認定的“國家火炬計劃重點高新技術企業(yè)”、首批“國家創(chuàng)新型企業(yè)”“國家級創(chuàng)新人才培養(yǎng)示范基地”，建有國家級、省部級等各類研究開發(fā)平臺21 個，持有各級各類從業(yè)資質(zhì)40 余項，其中甲級資質(zhì)11 項，一級施工資質(zhì)5 項。招商交科在公路環(huán)保與節(jié)能技術、公路防災與減災等方面取得了系列創(chuàng)新成果，獲得各級各類科學技術獎近400 項，其中，獲國家科學技術進步獎等25 項，省部級科學技術獎309 項，其中特等獎、一等獎60 余項。