地铁环控系统设计中的节能和环保问题是我国地铁快速建设发展过程中出现的许多有待于解决的新问题和难点问题之一。地铁区间隧道的环控系统设计中,在区间隧道项部开孔,利用地铁列车运行产生的“活塞风”进行自然通风换气的通风方式既经济节能又安全环保,是值得进行深入研究的课题。本文以中铁二院科技研究开发计划课题《具有顶部开孔的地铁区间隧道自然通风技术研究》为背景,采用一维地铁环控模拟软件和三维计算流体力学软件对具有顶部开孔的地铁区间隧道自然通风换气进行了计算分析。使用动网格方法对具有顶部开孔的地铁区间隧道自然通风换气的典型工况进行了三维数值模拟,并与相同工况下的一维数值计算结果进行了比较。通过比较分析,三维计算结果与一维计算结果具有较好的一致性。总体上一维数值计算换气量值略低于三维数值计算结果值,说明通过一维计算得出的结论是可信、偏安全的。采用一维地铁环控模拟软件对单洞双线区间隧道不同区间隧道长度、不同开孔方式工况下的换气量进行了模拟计算。从满足换气次数标准和满足排出余热标准两个方面进行区间隧道通风换气的分析。对按此两种标准进行计算的相应行车对数和列车在隧道交会位置的最不利工况进行了分析。通过对计算结果的详细分析认为,从通风换气的角度考虑,相同开孔总面积下,相邻开孔的中心间距大于200m,随着开孔个数的增加,换气量的增加较为明显;相邻开孔的中心间距小于200m,开孔个数的增加对换气量的影响不大。并分别得到了开孔间距小于200m满足换气次数标准和排出余热标准的开孔总面积与区间隧道长度的拟合公式。通过本文的研究,得到了采用自然通风方式满足区间隧道通风换气要求的顶部开孔初步结论,为实际工程应用中制定合理的自然通风方案提供了理论支持和技术依据。