高海拔公路隧道運營通風海拔高度係數研究

《高海拔公路隧道運營通風海拔高度係數研究》是依託西南交通大學，由於麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：高海拔公路隧道運營通風海拔高度係數研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：於麗
• 依託單位：西南交通大學

項目摘要

我國海拔高度3000m以上的公路隧道已超過10座，隨著藏區公路的發展，高海拔公路隧道將越來越多。現行的國內、外公路隧道規範對高海拔隧道通風研究甚少，只給出了海拔高度2200m（CO）和2400m（VI）以下的海拔高度係數設計值，這給高海拔公路隧道通風設計帶來巨大難題。海拔高度係數（CO、VI）不但與海拔高度有關，還與排放標準、車型關係極大。本課題首先選擇四種排放標準腳踏車進行海拔高度係數現場實驗，提出每種排放標準腳踏車海拔高度係數隨海拔高度變化公式。然後對四種排放標準分別選擇不同車型進行現場實驗，研究每種排放標準下各類車型的海拔高度係數與腳踏車的關係，提出每種排放標準海拔高度係數隨海拔高度變化的車型修正公式。以1995年以來我國四種排放標準汽車保有量數據為樣本，建立數學模型，通過分析，確定海拔高度係數對應四種排放標準的權重。綜合研究，提出高海拔公路隧道海拔高度係數，為隧道通風設計提供理論依據。

結題摘要

經統計，目前我國已建和在建海拔超過3000m的公路隧道約15座。其中，雀兒山隧道為目前世界上海拔最高的公路隧道，已達到4300m；長度最長的高海拔公路隧道為巴郎山隧道，已達到7940m。隨著西部地區的快速崛起，特別是藏區公路的建設，將會修建越來越多的高海拔公路隧道。 由於海拔高度的增加，使得大氣壓力降低，從而使汽車發動機進氣量減少，發動機氣缸內的混合氣變濃。這一現象除直接導致車輛動力性能降低之外，還使汽油車和柴油車的污染物排放量發生變化。尤其是在高海拔地區所修建的長隧道或特長隧道，更應考慮海拔高度變化對隧道通風設計帶來的影響。目前我國公路隧道通風的設計依據是交通運輸部發布的《公路隧道通風照明設計規範》（JTJ026.1）。在該規範中，對汽車污染物排放量的變化用修正係數的方式給予了處理。即：以海拔標高400 m為基準高度，進行有害氣體排放量的計算。大于海拔標高400 m的基準高度時，則乘以一個大於1的係數進行修正，這個係數稱為“海拔高度係數”。 然而，經過近50年的時間，世界範圍內機動車排放標準和車型均發生了巨大變化。因此，採用規範進行隧道需風量計算時存在三個問題：排放標準對海拔高度係數影響規律；車型對海拔高度係數的影響規律以及高海拔隧道海拔高度係數的確定方法。 本課題採用現場測試、理論分析和數值模擬的方法對腳踏車隨海拔高度變化的排放係數、汽油車和柴油車在不同海拔高度下的海拔高度係數等進行了研究。 通過理論分析得到了柴油車及汽油車的排放機理，對柴油車煙霧排放及汽油車CO排放進行了海拔400m-4500m的現場測試，得到了補充車型尾氣排放的實測數據，建立了海拔超過2400m考慮混合車型的煙霧海拔高度係數計算公式。結合依託工程，對省道303巴朗山隧道營運通風設計提出了建議，並運用實測考慮煙霧及CO海拔高度係數值重新進行了通風修正設計保障了通風安全。對類似工程有參考作用。 依託本課題開展的研究，在相關雜誌和期刊上發表了6篇文章，申請專利1項，獲獎1項。培養博士1人，碩士2人；已畢業博士和碩士各1人。