高海拔隧道工程

随着我国公路网和铁路网的日趋完善，隧道和地下工程的修建向着更高、更深和更长的方向发展。高海拔环境下低气压、低气温和低含氧量的“三低”自然条件，对人和机械都会产生影响。对人的影响主要体现为运动机能下降、反应时间增加；对机械的影响主要体现为机械效率降低、能耗和污染物增加，这种影响随着海拔的升高及隧道长度的增加而越发显著。隧道和地下工程的建设包括设计、施工和运营等多个阶段，而高海拔“三低”自然条件对人和机械的影响则贯穿隧道建设的全部阶段。
　　依托高海拔公路隧道工程建设实际，通过大量的实地测试、室内实验、理论分析等手段，对高海拔隧道在设计、施工和运营阶段面临的人员防护、机械升效、运营通风、照明、防灾救援等关键技术问题开展了研究，取得了一系列的技术成果。相关成果为高海拔隧道的设计、施工和运营技术提供了技术支撑，对于解决其他类似高海拔隧道的施工防护、通风、供氧、机械和照明等技术有着重要的理论意义和借鉴意义，对我国高海拔隧道的修建具有十分重要的意义。《高海拔隧道工程》是作者和研究团队对近些年高海拔隧道建设相关研究成果的总结和凝练。

目录
第1章 绪论 1
1.1 高海拔隧道建设的技术关键 3
1.1.1 高海拔隧道施工人员安全防护技术关键 3
1.1.2 高海拔隧道施工机械升效技术关键 4
1.1.3 高海拔隧道运营通风和照明技术关键 4
1.1.4 高海拔隧道节能技术关键 5
1.2 高海拔隧道关键技术研究进展 5
1.2.1 高海拔对施工人员和机械效率影响研究现状 5
1.2.2 高海拔隧道运营期关键问题国内外研究现状 7
1.2.3 高海拔隧道节能技术国内外研究现状 9
第2章 高海拔气象条件对人和机械作用的理论基础 12
2.1 高海拔气象条件 12
2.1.1 隧道洞外气象条件随海拔高度变化规律 12
2.1.2 隧道洞内气象条件随隧道进尺变化规律 16
2.2 高海拔环境对人体机能的作用机理 17
2.2.1 施工阶段高海拔环境对人体机能的作用机理 17
2.2.2 运营阶段高海拔环境对人体机能的作用机理 19
2.3 高海拔环境对机械作用机理 20
2.3.1 施工期高海拔环境对机械作用机理 20
2.3.2 运营期高海拔环境对机械作用机理 22
第3章 高海拔隧道建设的测试技术 28
3.1 高海拔环境测试技术 28
3.2 隧道内环境测试技术 29
3.2.1 隧道外气象长期数据采集和分析 29
3.2.2 施工期隧道内氧气浓度测试 33
3.2.3 运营期隧道内照明亮度测试 37
3.3 高海拔人员测试 39
3.3.1 施工期人员劳动能力测试 39
3.3.2 运营期人眼反应时间测试 47
3.4 高海拔机械测试技术 52
3.4.1 施工期风机功率及风管漏风率测试 52
3.4.2 运营期汽车污染物排放测试 55
第4章 高海拔长大隧道施工人员需氧量计算方法及供氧技术 58
4.1 高海拔隧道供氧的临界海拔高度 58
4.1.1 基于空气密度改变的临界供氧海拔计算方法 58
4.1.2 基于等效气管气氧分压的临界供氧海拔计算方法 59
4.2 高海拔隧道内人员劳动能力降低预测 62
4.2.1 高海拔地区劳动强度修正系数 62
4.2.2 高海拔地区劳动强度降低系数 65
4.3 隧道内需氧量计算方法 68
4.3.1 高海拔隧道施工人员供氧量计算 68
4.3.2 高海拔隧道施工弥散式供氧量分析 70
4.3.3 高海拔隧道施工个体式供氧量分析 71
4.3.4 高海拔隧道供氧量的确定 71
4.4 隧道内供氧技术 72
4.4.1 高海拔隧道施工供氧系统组成 72
4.4.2 高海拔隧道施工供氧系统供氧方式 72
4.4.3 高海拔隧道供氧系统主要参数 73
第5章 高海拔长大隧道施工机械效率预测方法及升效技术 75
5.1 高海拔隧道内CO控制标淮 75
5.1.1 CO作用机理及CFK理论模型 75
5.1.2 CO对人体毒性影响 76
5.1.3 不同海拔高度CO控制标准模型 81
5.1.4 不同CO浓度下安全工作时间 84
5.2 隧道内机械排放预测方法 86
5.2.1 高海拔地区烟雾排放量研究 86
5.2.2 高海拔地区CO排放量研究 88
5.3 隧道内风管漏风率计算方法 91
5.3.1 风管漏风的原理 91
5.3.2 风管沿程漏风率理论计算 92
5.3.3 风管沿程漏风率验证 96
5.3.4 高海拔风管漏风率修正 99
5.4 隧道内机械升效技术 100
5.4.1 轴流风机工作原理 101
5.4.2 高海拔轴流风机参数修正 102
5.4.3 高原轴流风机结构优化 104
第6章 高海拔低交通量隧道运营通风设计方法及控制技术 115
6.1 汽油车污染物CO排放标准 115
6.1.1 人体与CO接触时间限值的影响因素 115
6.1.2 基于接触时间限值的洞内CO浓度控制标准 117
6.2 柴油车污染物VI排放标准 121
6.2.1 安全停车视距的影响因素 121
6.2.2 基于安全停车视距的VI浓度控制标准 125
6.3 高海拔低交通量隧道通风控制标准 140
6.3.1 地下空间工程换气控制因素及标准 140
6.3.2 隧道异味气体成分组成 142
6.3.3 隧道异味气体对人体健康影响机理 143
6.3.4 高海拔低交通量隧道异味气体分布影响因素 145
6.4 高海拔低交通量隧道运营通风换气临界条件 150
6.4.1 隧道异味气体浓度计算方法 150
6.4.2 基于异味气体浓度控制标准的换气频率 153
6.4.3 基于异味气体浓度控制标准的换气临界条件 153
6.5 高海拔低交通量隧道运营换气频率控制技术 155
6.5.1 高海拔低交通量隧道交通流分布特征 155
6.5.2 川西高原低交通量隧道运营通风换气标准 157
第7章 高海拔低交通量隧道运营照明设计方法及控制技术 164
7.1 汽车灯发光照度计算方法 164
7.1.1 汽车灯具照明效果 164
7.1.2 汽车灯具照明与隧道灯具照明效果对比 167
7.1.3 中间段仅车灯照明条件下行车安全性分析 168
7.2 隧道内照度规律计算方法 169
7.2.1 高海拔隧道中间段布灯形式 169
7.2.2 高海拔隧道中间段灯具间距 176
7.2.3 高海拔隧道中间段工程经济性分析 177
7.3 高海拔隧道照明控制标准 178
7.3.1 高海拔隧道安全停车视距确定 178
7.3.2 高海拔隧道停车视距确定 181
7.3.3 高海拔隧道中间段照明标准 196
7.4 高海拔隧道照明设计方法 196
7.4.1 高海拔隧道进出口加强段长度确定 198
7.4.2 高海拔隧道进出口段灯具布置形式及数量 204
7.4.3 高海拔隧道进出口灯具布置 208
7.5 高海拔隧道照明控制技术 209
7.5.1 公路隧道照明控制技术 209
7.5.2 高海拔隧道灯具布置方法 210
7.5.3 高海拔隧道照明调控技术 211
主要参考文献 214

随着我国公路网和铁路网的日趋完善，隧道和地下工程的修建向着更高、更深和更长的方向发展。高海拔环境下低气压、低气温和低含氧量的“三低”自然条件，对人和机械都会产生影响。对人的影响主要体现为运动机能下降、反应时间增加；对机械的影响主要体现为机械效率降低、能耗和污染物增加，这种影响随着海拔的升高及隧道长度的增加而越发显著。隧道和地下工程的建设包括设计、施工和运营等多个阶段，而高海拔“三低”自然条件对人和机械的影响则贯穿隧道建设的全部阶段。
　　依托高海拔公路隧道工程建设实际，通过大量的实地测试、室内实验、理论分析等手段，对高海拔隧道在设计、施工和运营阶段面临的人员防护、机械升效、运营通风、照明、防灾救援等关键技术问题开展了研究，取得了一系列的技术成果。相关成果为高海拔隧道的设计、施工和运营技术提供了技术支撑，对于解决其他类似高海拔隧道的施工防护、通风、供氧、机械和照明等技术有着重要的理论意义和借鉴意义，对我国高海拔隧道的修建具有十分重要的意义。《高海拔隧道工程》是作者和研究团队对近些年高海拔隧道建设相关研究成果的总结和凝练。

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