公路隧道通风设计中若干问题

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公路隧道通风设计若干问题探析

公路隧道通风设计若干问题探析

公路隧道通风设计若干问题探析作者:何发成来源:《科学与财富》2015年第33期摘要:公路隧道的通风设计是隧道总体设计的重要环节之一,合适的通风方案设计应综合考虑到通风效果、施工难度、设备投入、运营成本等因素,文章就公路隧道通风设计方面的一些具体问题进行了全面分析和探讨。

关键词:公路;隧道;通风;设计我国公路交通建设在国家经济大力增长下迅猛发展,公路隧道工程建设也日益增多,特别是中长隧道甚至特长隧道的大力发展,由此隧道通风方案的选择变得尤为重要,通风方案的选择直接关系到隧道工程的救灾和运营环境等。

保证隧道内空气质量是公路隧道通风设计的关键。

同时为了保证汽车行驶过程中的安全和舒适,隧道内的有害气体或污染物质的浓度必须通过通风降至一个允许浓度以下,随之带来的还有巨大的通风能耗,因此在减少能耗的前提下,如何保证空气质量,同时满足各种情况下隧道的通风要求,隧道通风设计的各个环节都应详细分析和研究。

1 公路隧道通风设计理念和步骤1.1设计的指导思想通风方案设计与决策涉及多方面的因素,在决策中确定合适的指导思想,又决定了设计方法与设计参数的选取。

一般来讲,隧道通风设计应遵循以下原则:(1)标准原则。

标准和规范是设计人员必须遵循的法则,从原则上来讲应严格执行。

(2)安全原则。

以人为本,安全第一,以防为主,防治结合。

(3)实用原则。

实用性主要体现系统的设计目标,包括安全、环保、运营三个方面的因素。

(4)可靠原则。

可靠性反映系统对不同运营工况的适应能力。

(5)求实原则。

设计方案应与工程特点相结合。

(6)经济原则。

设计应追求高性价比设计原则。

(7)环保原则。

环保问题是非常关键的问题。

(8)满意原则。

一方面是指用户、建设地政府和群众对设计方案的满意程度,另一方面是指设计方案自身方面的满意程度。

1.2 通风设计的步骤(1)通风方式的选择。

根据规范要求和工程类比情况,采取合适的通风方式。

要根据本工程具体情况,按照现行规范及本工程的特点,有必要的话需要进行专题研究和论证。

公路隧道通风系统设计与优化研究

公路隧道通风系统设计与优化研究

公路隧道通风系统设计与优化研究公路隧道作为现代交通的重要组成部分,在城市建设中起着至关重要的作用。

然而,由于密闭的隧道环境以及车辆排放的废气等问题,公路隧道通风系统的设计和优化成为了一个必须面对的挑战。

本文将探讨公路隧道通风系统设计与优化的关键问题以及研究成果。

1. 问题定义公路隧道通风系统的设计与优化首先需要明确问题的定义。

隧道内部的空气污染源主要来自于车辆尾气排放以及灯光照明时产生的热量。

因此,设计一个合理的通风系统,能够减少尾气排放对环境的污染,并为隧道内部创造良好的空气质量,提供舒适的行车环境,是设计与优化的首要目标。

2. 通风系统设计公路隧道通风系统设计的关键要点包括了通风口的位置与布置、排风设备的选择以及通风风速的控制等。

通风口的位置与布置应尽量使车辆排放的废气能够快速有效地被排出隧道,减少尾气在隧道内部积聚。

排风设备的选择则应根据通风口的位置与间距,以及隧道长度等因素进行合理的配置,采用高效的抽风设备,确保排风能够快速排出隧道。

通风风速的控制则是保证隧道内部空气流通的关键,应根据隧道长度、下坡、上坡等不同地理条件进行合理调整,控制通风风速在合适的范围内。

3. 优化研究为了使公路隧道通风系统达到更好的设计效果,优化研究是非常必要的。

一方面,可以通过数值模拟等手段,对不同的通风口位置和布置进行优化,以求达到最佳的通风效果。

另一方面,还可以探索新的通风技术,如喷射风机通风等方法,以提高通风系统的效率和性能。

此外,还可以考虑使用新型材料制造通风设备,如陶瓷通风塔、湿式排风设备等,以提高通风系统的可靠性和耐久性。

4. 成果展望公路隧道通风系统设计与优化研究的成果将会在实际建设中得到应用。

通过合理设计的通风系统,可以有效减少车辆尾气对环境的污染,提高隧道内部的空气质量,为驾车人员提供更加舒适的行车环境。

此外,优化研究的成果还可以应用于城市建设中其他类似的场景,如地铁站台、地下停车场等,为城市化进程提供更加洁净的空气环境。

特长公路隧道通风设计若干问题与对策

特长公路隧道通风设计若干问题与对策

特长公路隧道通风设计若干问题与对策【摘要】特长公路隧道建设是公路建设的一项重要内容,目前在我国的特长公路隧道建设过程中,在其通风设计方面仍然存在一系列的问题。

如何深入研究,积极解决这些通风设计中存在的问题,就成为了公路建设者需深入思考的问题。

笔者以下就对特长公路隧道通风设计中存在的自然风对特长公路隧道通风的影响问题、根据释烟雾计算隧道通风量的问题以及斜井倾角的问题进行了分析,并在此基础上给出了解决对策。

以期能够为促进我国公路建设的良好发展提供参考。

【关键词】特长公路隧道;通风设计;问题;对策特长公路隧道指的是超过3000m的公路隧道,近年来随着我国公路建设的快速发展,特长公路隧道的建设也逐年增加。

但是在特长公路隧道建设过程中,由于隧道较长,因此在进行隧道内有害气体的稀释时较为困难,导致特长公路隧道在建设过程中所面临的第一个问题就是隧道的通风问题。

笔者以下就对目前我国特长公路隧道通风设计中存在的若干问题进行了探讨。

1.自然风对特长公路隧道通风的影响问题在自然状态之下,隧道内产生的风流称之为隧道自然风,引起隧道自然风的主要原因是隧道外的自然风和隧道内外的温度差。

对于特长公路隧道来说,其本身的通风就存在一定的难度,如果再加上自然风的影响,则会导致其通风设计的难度进一步加大。

且目前我国特长公路隧道通风设计中,对于自然风影响的确定需经过一系列复杂的计算,更加大了通风设计的难度[1]。

笔者认为,在特长公路隧道通风设计过程中,对于自然风阻力的确定确实是比较困难。

目前我国在隧道建设方面已经取得了长足的进展,修建了大量的公路隧道,并且在部分的隧道管理站还设立了气象观测站。

结合隧道气象观测站搜集的数据,以及隧道运营的具体资料来分析,有可能在未来分区域建立起自然风阻力的估算模式。

但是目前在尚未做进一步研究分析之前,笔者认为对于特长公路隧道的自然风阻力,可按照常压差进行考虑。

同时,笔者在参考相关的工程实例及相关算法的基础上,得出一个比较适宜的数据范围,及10—30Pa之间,可作为特长公路隧道通风设计中自然风阻力的参考值[2]。

公路隧道通风系统的设计与维护

公路隧道通风系统的设计与维护

公路隧道通风系统的设计与维护随着交通运输的日益发展,公路隧道作为重要的交通基础设施,在现代城市中起着至关重要的作用。

而公路隧道的通风系统,则是确保隧道内空气质量和交通安全的关键因素之一。

本文将就公路隧道通风系统的设计与维护进行探讨,旨在提供一些关键性的指导原则。

一、设计原则1. 合理布局:公路隧道通风系统的设计应考虑隧道的长度、形状、交通流量等因素,合理布置通风设备,确保整个隧道内空气流动的均匀性和通风效果的全面性。

2. 多元化通风方式:通风系统可以采用自然通风、机械通风或二者结合的方式。

根据实际情况选择最合适的通风方式,并确保系统的稳定性和可靠性。

3. 应急处理措施:针对可能出现的紧急情况,通风系统应设计相应的应急处理措施,包括排烟、应急供氧等,以确保隧道内的交通安全和人员逃生。

4. 节能环保:在设计通风系统时,应考虑节能环保因素,采用高效节能的设备和技术,减少能源消耗和环境污染。

二、维护管理1. 定期检查:对通风设备进行定期检查和维护,包括清洁、润滑、更换损坏部件等,确保设备的正常运行和性能稳定。

2. 数据监测:建立完善的数据监测系统,实时监测隧道内空气质量、通风设备运行状态等参数,及时发现并处理问题。

3. 应急演练:定期组织通风系统应急演练,提高相关人员的应急处理能力和反应速度,确保在紧急情况下能够有效应对。

4. 定期维修:根据通风设备的使用情况和运行状态,制定合理的维修计划,及时进行设备维修和更换,延长设备的使用寿命。

5. 人员培训:对通风系统操作维护人员进行专业培训,提高其技能水平和工作效率,保障通风系统的正常运行。

结语公路隧道通风系统的设计与维护对于确保隧道交通安全和通行效率至关重要。

在设计阶段应遵循合理布局、多元化通风方式、节能环保等原则,保证系统的稳定性和可靠性;在维护管理方面应加强设备检查、数据监测、应急演练等工作,提高通风系统的运行效率和应急处理能力。

只有做好设计和维护工作,才能确保公路隧道通风系统的长期稳定运行,为交通运输安全保驾护航。

公路隧道通风的问题与创新资料

公路隧道通风的问题与创新资料
轴 32台大型 流风机
射 144台 流风机
优点:通风效果好,自动化、智能化程度高。
缺点:建设投资巨大,需风机连续运转,能源消 耗巨大,运营维修费用高。
三、目前隧道通风面临的问题
陕西省交通建设集团公司 张东省
1. 能耗的问题
长大公路隧道的成功修建,提高了公路等 级,减少了公路里程,汽车运营能耗降低, 避免了对山体大填大挖,保护了生态环境。 但公路隧道尤其是长大公路隧道的通风设施 却是能源消耗大户,其高额的通风电费使运 营单位难以承担,节能问题尤为突出。
只要保证隧道中的最小能见度,就能够保证 有害气体浓度在人员能够逃生的限度之内,即 控制烟雾浓度是关键。
结论: 通过隧道通风系统控制烟雾浓度是隧道火灾救援逃 生的关键。
采用射流风机通风存在一定的弊端和隐患,它会使 隧道内烟尘进一步蔓延,对于人员逃生及火灾救援 均会造成极大的困难和危害,且火灾极易烧坏射流 风机的电缆,造成射流风机供电中断,影响隧道内 通风。
无电能耗隧道通风系统的效能
1.提升隧道内空气质量:通过竖井、太阳能集热和负压抽风等装置,使隧道 内产生的废气及时排出,同时新鲜空气不断从隧道两端注入,使得废气和新鲜 空气不混合,保证了隧道内的空气质量,提高了隧道的能见度,为司乘人员提 供了污染较少的空气和良好安全的行车环境。
2.大大降低了通风系统电费和运营维修费用:该技术在保证隧道持续 通风的情况下,不用外供电能和通风机械。使隧道通风电费和维 修成本大大降低。具有明显的应用价值和社会经济效益。与国家 发展循环经济,保护生态环境,加快建设资源节约型、环境友好 型社会,促进经济发展与人口、资源、环境相协调的战略相适应 。
2.太阳能集热效应技术: 太阳能集热效应技术是一种能够利用太阳能强化自然通风压头和风量的 技术。它是一种热压作用下的自然通风设备,是利用太阳辐射为空气流动提 供浮升力,将热能转化为动能,将竖井底部进气口处的空气引入竖井,产生 烟囱效应,从而起到通风换气的作用。太阳能集热效应通风系统将两类技术 :太阳能集热棚技术、烟囱效应技术合为一体。

公路隧道通风设计问题研究

公路隧道通风设计问题研究

公路隧道通风设计问题研究摘要:近年来,我国公路交通事业发展非常迅速,山区修建了多条高速公路,公路隧道工程建设也是越来越多,公路隧道逐步向中长隧道甚至特长公路隧道发展。

在公路隧道的建设过程中,通风方案的优劣及运营效果的好坏决定着隧道的救灾工程、运营环境等。

文章较为深入的分析了公路隧道通风设计中常见的问题,并根据自己以往设计的经验,提出了较有针对性的建议,为改善公路隧道的通风设计提供借鉴作用。

关键词:公路隧道;通风设计;控制状态;问题研究近年来,随着我国交通基础设施的迅猛发展,公路隧道数量日益增多。

根据相关统计,在2002年,修建隧道1 972座,隧道的总长度达到了835 km,包括中特长隧道21座,总长度为76 km,而且每一年新修建的隧道大约为100 km。

公路隧道通风设计的好坏直接关系着公路隧道方案的成功与否,因此它对公路隧道的影响比较大,虽然目前我国的公路隧道技术取得了一点进步,但还是存在着不少的问题,需要我们研究与探讨。

1 交通量预测交通量直接决定道路是否需要建设以及建成什么等级,因此确定交通量必须通过一个严谨的科学推导,但是实际情况是以下两方面原因往往会造成交通量预测不准确:一方面,有些单位或者企业为了在工程可行性研究阶段能够成功,通常会夸大交通量,使得通风土建、设备、运营费用都远远超出标准;另一方面,近几年的经济发展迅猛,出现一些经济发达地区增长的交通量远远大于最初的预测的情况,从而导致了通风设备紧缺或者通风方式已经不合理了。

后者现在经常出现在隧道中,比如成渝高速公路的中梁山隧道,原设计的交通量为22 000 辆/d,现在实际交通量大于30 000 辆/d,远远大于原设计的交通量了。

准确的预测交通量以及处理逐年增长的交通量与汽车排污量的关系都是有待深入研究的课题。

2 交通量与行车速度的关系《公路隧道通风照明设计规范》中定义的交通量是指在混合车并且高峰时期一个小时的交通量,行车速度就是指洞内线形行车速度,因此许多通风设计中直接取给出的交通量以及行车速度这种做法是非常不科学的。

高速公路隧道通风计算中的若干问题

在我院参与的重庆至长沙公路的彭水至武隆段的 高速公路的设计中 ,针对初步设计推荐方案 ,各设计单
收稿日期 : 2008 08 20 作者简介 : 潘 峥 ( 1970 —) ,女 ,工程师 , 1992 年毕业于西南交通大学 。
位汇总的射流风机配置方案见表 1。
隧道名称 钟山寺 长滩 彭水 下塘 高谷 佛仙寺 枫香
表 1 推荐方案射流风机配置
线别 右线 左线 右线 左线 右线 左线 右线 左线 右线 左线 右线 左线 右线 左线
隧道长度 /m 770 765 3 285 3 210 2 807 2 769 1 777
1 79411 2 55 2 605 968 938 1 332 1 317
风机型号 <112 <112 <112 <112 <63 <63 <56 <56 <56 <56 <100 <100 <100 <100
台数 4 4 8 8 18 44 16 12 24 34 2 2 3 3
总功率 / kW 120 120 240 240 333 814 200 13715 300 425 74 74 111 111
以上 7座隧道由 3家设计单位承担设计 。由表 1 可看出 ,由于没有统一的技术标准和参数 ,初步设计的 隧道计算汇总表就存在较大的差异 ,其中还不包括特 长隧道的通风计算 。
·通 风 ·
高速公路隧道通风计算中的若干问题
潘 峥
(中铁二院工程集团有限责任公司 , 成都 610031)
摘 要 :结合彭武路 高速 公路的 隧道通 风设 计 ,对高 速公路 隧 道通风计算的主要设计 标准 和重要 参数的 选取 进行 分析和 总 结 ,对长大高速公路隧 道的 通风计算有一定的参考作用 。 关键词 :公路隧道 ; 通风 ; 计算 中图分类号 :U45315 文献标识码 : B 文章编号 : 1004 2954 (2008) S1 0065 04

公路隧道通风设计中若干问题

公路隧道通风设计中若干问题1交通量预测交通量的大小是确定道路是否需要建设以及建成什么等级的控制因素。

交通量的确定应该是一个严谨的科学推导过程。

但由于主观或客观原因往往造成交通量预测不准确。

一方面,在工程可行性研究阶段,为了工程立项,往往夸大交通量,导致通风土建、设备、运营费用的浪费。

另一方面,在一些经济发达地区,由于近些年经济发展较快,也出现了交通量的增长远远超出了原先的预测,导致通风设备不够或通风方式已不适宜。

后面这种情况已在很多隧道显现出来,例如成渝高速公路中梁山隧道,原设计远景交通量22000veh/d,现在实际交通量已超过30000veh/d;浙江甬台温高速公路大溪岭隧道,原设计远景交通量大约30000veh/d,现在实际交通量已接近50000veh/d;并且二者的交通量还有很大的上升趋势。

如何准确地预测交通量,是一个有待深入研究的课题。

另外,如何处理交通量逐年增长与汽车排污量的下降之间的关系也是一个必须考虑的较为困难的问题。

2 交通量与行车速度的关系《公路隧道通风照明设计规范》[1] 规定设计交通量为混合车高峰小时交通量,计算行车速度为洞内线形行车速度。

在很多隧道的通风计算中,就直接按给出的交通量和行车速度取值,实际上这种做法是不对的。

根据交通工程学有关知识,车流密度、交通量和实际行车速度有一个对应关系:当车流密度与交通量较小时,车速可以达到最大值,即洞内线形行车速度;当车流密度、交通量逐渐增大,车速就随之逐渐减小,直至达到一个合理速度,这时交通量最大;当车流密度继续增大,交通量反而减小,车速也减小,直至形成阻塞。

因此在通风计算中必须根据交通量科学地计算实际行车车速。

表1是按照交通工程学计算得到的某山岭地区高速公路双洞四车道隧道的实际通行能力(混合交通量)及平均行程速度。

从表中可以看到前期预测交通量796veh/h 要比二级服务水平的实际通行能力1165veh/h 小得多,平均行程速度可以达到计算行车速度80 km/h ;后期预测交通量1448veh/h 与三级服务水平的实际通行能力1434veh/h 接近,平均行程速度就只能达到62 km/h 左右。

特长公路隧道通风设计若干问题与对策_吕康成

-1
qT = 16 m /h 2 . 3
0
2
t一致 ”。 如何处理后面讨论 。
稀释烟雾的需风量 《 规范 》 3 . 4 . 4 条规定 , “稀释烟雾的需风量应按
式 (3 . 4 . 5) 计算 : Q req(Ⅵ ) = QⅥ K / 式中 : Q
req( Ⅵ)
(3 . 4 . 5)
3
— — —隧道全长稀释烟雾的需风量 ( m /s) ;
2
ρ 2 υ n 2 L2 Dr
Δ Pm 2 = 1 + ξ λ e + r (3 . 5 . 2 - 1) = 45 . 5
ρ 2 υ n 2 Δ Pm2 = 16 . 13 Δ Pm1
式中 : Δ Pm — — —自然风阻力 ( N / m ); υ — — 自然风作用引起的洞内风速 ( m /s), 可 n— 取 2 ~ 3 m /s; ξ — —隧道入口损失系数 , 按表 3 . 5 . 1 - 2取 e— 值( 表略 ); λ — —隧道壁面摩阻损失系数 , 按表 3 . 5 . 1-2 r— 取值 ( 表略 ); ρ — — —空气密度 (kg /m ), 按表 3 . 5 . 1 - 1 取值 ( 表略 ); D r— — — 隧道断面当量直径 (m )。 其中的 “ υ — —自 然 风作 用 引 起的 洞 内 风速 n— ( m /s), 可取 2 ~ 3 m /s”一项存在问题 。 如果忽略隧 道内外的温度差或热 位差 ( 此 时 , 洞内外空气密度 相同 ), 则由公式 (2 ) 可知 , 由隧道洞外自然风在隧 道两洞口引起的等效压差 Δ Pm 由两部分组成 : (1 ) 两洞口的大气超静压差 Δ P; (2) 洞外的气流的动压 ρ υ 。 该等效压差 Δ P m 在隧道内引起的洞内自然 2 风风速由下式计算 : 36

公路隧道施工过程中的通风方案以及改进方法

公路隧道施工过程中的通风方案以及改进方法摘要:隧道工程的施工环境相对封闭,且会产生大量的烟雾和灰尘等有害物质,对施工人员的身心健康产生严重的影响,因此,要加强公路隧道施工过程中的通风方案设计,保证隧道内空气质量达到相关标准要求,确保施工质量和人员安全。

本文对公路隧道施工过程中的通风方案以及改进方法进行了分析研究,以供参考。

关键词:公路隧道施工;通风方案;改进方法前言:隧道工程是在地下、水下、山体以及建筑物内部修建的一项系统性基础工程。

公路隧道的施工过程中需要先进行岩石爆破,而爆破过程中会产生大量的粉尘和有害气体,这些粉尘的颗粒较小,覆盖了整个施工现场,对施工现场工作人员的身体健康存在着非常严重的伤害。

同时还会因为后期处理困难,导致施工脱节。

与路面工程相比,隧道工程的安全性要求更高,其安全评价和预警的意义更为重大。

因此,要做好公路隧道施工过程中的通风方案,并不断完善。

一、公路隧道施工过程中污染物分析隧道通风结构是提升隧道施工环境安全的重要因素,其规划设计以及设备调试都和隧道施工中的污染源位置和种类息息相关。

因此,在进行通风方案设计之前一定要对隧道内的污染物位置和种类进行全面的了解,这样才能完善通风设计方案,确保隧道施工快速高效,施工工人身体健康。

隧道内污染物的形成主要有三个部分,一是施工期间的爆破、施工设备以及瓦斯等,二是在运营期间汽车排放出的废气以及CO2和烟雾等。

三是火灾、水灾以及交通混乱等一系列隧道内的突发事件引起的污染。

针对这些污染,可以采取的改善方式主要有:一是改造汽车排放,推广新能源汽车,从源头上消除污染;二是采用滤毒滤烟的设备对含有污染物的空气进行净化;三是将不完全净化空气的浓度稀释到可以接收的值以下;四是在考虑隧道结构和相关路面结构的基础上制定科学合理完善的应急措施。

二、公路隧道施工过程中通风方案设计基础在进行公路隧道施工过程中通风方案设计时首先要考虑隧道空气中有害物质的容许浓度,即人员的忍受程度和行车的安全视距;然后通过交通量和排放量来计算需风量;结合自然通风能力进行机械通风方式和通风设备的选择,在选择的过程中还要考虑经济性和耐久性。

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公路隧道通风设计中若干问题1交通量预测交通量的大小是确定道路是否需要建设以及建成什么等级的控制因素。

交通量的确定应该是一个严谨的科学推导过程。

但由于主观或客观原因往往造成交通量预测不准确。

一方面,在工程可行性研究阶段,为了工程立项,往往夸大交通量,导致通风土建、设备、运营费用的浪费。

另一方面,在一些经济发达地区,由于近些年经济发展较快,也出现了交通量的增长远远超出了原先的预测,导致通风设备不够或通风方式已不适宜。

后面这种情况已在很多隧道显现出来,例如成渝高速公路中梁山隧道,原设计远景交通量22000veh/d,现在实际交通量已超过30000veh/d;浙江甬台温高速公路大溪岭隧道,原设计远景交通量大约30000veh/d,现在实际交通量已接近50000veh/d;并且二者的交通量还有很大的上升趋势。

如何准确地预测交通量,是一个有待深入研究的课题。

另外,如何处理交通量逐年增长与汽车排污量的下降之间的关系也是一个必须考虑的较为困难的问题。

2 交通量与行车速度的关系《公路隧道通风照明设计规范》[1] 规定设计交通量为混合车高峰小时交通量,计算行车速度为洞内线形行车速度。

在很多隧道的通风计算中,就直接按给出的交通量和行车速度取值,实际上这种做法是不对的。

根据交通工程学有关知识,车流密度、交通量和实际行车速度有一个对应关系:当车流密度与交通量较小时,车速可以达到最大值,即洞内线形行车速度;当车流密度、交通量逐渐增大,车速就随之逐渐减小,直至达到一个合理速度,这时交通量最大;当车流密度继续增大,交通量反而减小,车速也减小,直至形成阻塞。

因此在通风计算中必须根据交通量科学地计算实际行车车速。

表1是按照交通工程学计算得到的某山岭地区高速公路双洞四车道隧道的实际通行能力(混合交通量)及平均行程速度。

从表中可以看到前期预测交通量796veh/h 要比二级服务水平的实际通行能力1165veh/h 小得多,平均行程速度可以达到计算行车速度80 km/h ;后期预测交通量1448veh/h 与三级服务水平的实际通行能力1434veh/h 接近,平均行程速度就只能达到62 km/h 左右。

因此,在通风计算中,前期车速可以取到80 km/h ,后期车速只能取到60 km/h 。

表1 某隧道80 km/h 时实际通行能力与平均行程速度计算表服务水平等级基本通行能力(pcu/h )通行能力修正系数实际通行能力(veh/h ) 平均行程速度(km/h)预测交通量fwfHVfp一级 — — — — — — 前期: 796veh/h 后期: 1448veh/h二级2600.92 0.487 1.01165≥69三级3200.90.41.01434≥620 2 87四级上半部3800.920.4871.0 1703≥45下半部<453隧道纵坡的确定隧道纵坡对需风量影响很大,特别是以稀释烟雾的需风量作为控制需风量的上坡隧道。

《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ026.1-1999)[1]表3.4.4.2-2考虑烟雾的纵坡-车速系数fiv(VI),不同的纵坡对应不同的值。

例如当车速为60km/h 时,1%的上坡fiv(VI)取1.45,2%的上坡fiv(VI)取2.2,多出51.7%;而需风量Qreq=Kfiv(VI),也相应多出51.7%;又通风功率W=K`Qreq3,就相应增加了249%。

实际上国内隧道建设过程中,隧道线形往往是路线工程师确定的。

他们在决策时,一般没有考虑隧道纵坡对运营通风的影响。

因此,建议在以后的隧道建设中,隧道工程师必须参与路线的最初选线工作中,在确定隧道纵坡时,尽量合理取值。

4 CO、烟雾基准排放量的折减《公路隧道通风照明设计规范》[1]所给出的各类汽车基本排放量是1995年的测试结果。

规范中虽然也给出了CO年折减系数为1%~2%,但是,在具体计算中到底取多少,各人完全不同,有的甚至于根据“人为”需要来调整。

但折减系数对需风量影响很大,例如某隧道取折减系数分别为1%、1.5%、2%时的远期(2023年)需风量对应为603.8 m3/s、524.0 m3/s、454.4 m3/s,因此在具体计算中究竟取多少很值得研究。

而关于柴油车的烟雾基准排放量,现行规范中根本没有提及折减,但随着汽车性能的逐渐改进,烟雾排放量也当然应该折减。

现在普遍的做法也是和CO排放量一样取1%~2%的年折减系数。

但到底取多少,没有科学的定论。

因此,很有必要在这方面进行深入研究。

2.5 车辆汽柴比的确定隧道通风计算中交通组成直接影响需风量,尤其车辆汽柴比是一个重要指标。

目前,交通组成依据的是工程可行性研究报告,但工可中往往缺少发动机汽柴比。

具体计算中,普遍的做法是参照目前市场上各种车型大致的发动机汽柴比来确定。

这样做,没有考虑具体路线的交通流组成特性以及远景发展趋势,其结果肯定与实际情况有出入。

因此,建议在做工程可行性研究时,一应该调查分析及预测各种车型的发动机汽柴比。

6 关于考虑烟雾的纵坡-车速系数fiv(VI)《公路隧道通风照明设计规范》[1]表3.4.4.2-2中,车速为80km/h、纵坡为1%以上及车速为50~80km/h、纵坡为2%以上等工况对应的考虑烟雾的纵坡-车速系数fiv(VI) 缺值。

而实际上这些工况是大量存在的。

通风计算中如果遇到这些工况,普遍的做法是采用外插法来推导fiv(VI),具体推导也因人而异,有的按线性推导,有的按多项式推导,有的按抛物线推导等等,其结果有的相差数倍之多。

在一些上坡隧道通风计算中,这些工况求得的需风量往往是控制需风量,那么fiv(VI) 不同的取值必然影响最终的通风计算结果。

因此,在这些工况下怎样科学地确定fiv(VI),值得深入研究。

7 稀释空气中异味的需风量计算稀释空气中的异味是从提高行车舒适性角度考虑的。

《公路隧道通风照明设计规范》[1]规定“隧道空间不间断换气频率,不宜低于每小时5次;交通量较小或特长隧道,可采用每小时3~4次。

”但文献[1]对多少交通量称为较没有一个具体的界限。

另外,每小时采用3次还是4次?也没有一个明确的说法,因为3次和4次的需风量是有很大差距的。

例如雁门关隧道右线,换气频率每小时取3次时需风量为289.8 m3/s,取4次时需风量为386.3 m3/s,增加了33.3%。

另外,在较长的下坡隧道需风量计算中,往往稀释空气中异味的需风量最大。

例如沪蓉国道主干线宜昌至恩施高速公路龙潭隧道右线,远期车速60 km/h时稀释CO的需风量为277.5 m3/s、稀释烟雾的需风量为319.5 m3/s、火灾工况下的需风量为173.8 m3/s,而换气频率每小时取4次时需风量达到590.9m3/s,如果将稀释空气中异味的需风量作为控制需风量,就会大大增加通风工程费用。

还应该注意的问题是,稀释空气中异味的需风量计算只与隧道长度、截面面积相关,与交通量的大小无关。

如果将稀释空气中异味的需风量作为控制需风量,那么不管交通量怎样变化,控制需风量是一样的,这就意味着隧道内的机械通风设备要满负荷不停运转下去。

这明显不合理。

8 火灾通风计算应该考虑的内容公路隧道的通风,除了要满足正常运营外,还必须满足火灾发生时的通风需求,即把两者看作是整个通风系统的两种重要的工况。

由于隧道火灾的随机性,通常很难提前预防。

加之隧道环境封闭,灭火救灾困难,一旦发生火灾,损失巨大。

可以肯定地说,防火救灾是目前公路隧道通风的难点,而且是今后很长时间内需要研究的课题。

因而,在研究通风方案时,对于隧道防火区段的划分、横通道的设置、横通道的开启与关闭、烟流排出的路径与速度、逃生通道的空气补给、避难洞的新风需求、隔温安全段的长度和降温措施、送排风口的间距和面积、火灾时的风机控制、部分风机损坏时的风机调配等,都要逐一详细研究。

而对这些问题研究,在通风设计的初期,往往考虑不够,正确的做法应该是分阶段分层次进行,将隧道的正常通风以及安全等级、防灾救灾预案的制定综合考虑,逐步深入。

9 静电除尘器的应用考察国内近十年来建设的许多公路隧道,如中梁山隧道、潭峪沟隧道、木鱼槽隧道、大溪岭隧道、新七道梁隧道、秦岭1号隧道、雁门关隧道、雪峰山隧道、龙潭隧道等,乃至我国目前最长的秦岭终南山公路隧道,均采用了纵向或分段纵向通风方式。

可以说采用纵向或分段纵向通风方式已经成为大家普遍的共识。

对于这些特长隧道,在通风方案设计中普遍采用竖井送排式分段纵向通风。

但是,隧道越长,竖井就越多,土建、设备费用以及运营费用也就越高。

对于长度较长、坡度较大的上坡隧道,在需风量计算中,稀释烟雾的需风量往往是最大需风量,且比稀释CO、稀释空气中异味以及火灾工况下的需风量要大很多,例如山西雁门关隧道左线,远期计算行车速度为80km/h时,稀释CO 的需风量为139.6 m3/s、稀释空气中异味的需风量为285.2 m3/s、火灾工况下的需风量为189.4 m3/s,而稀释烟雾的需风量达到838.5 m3/s。

因此,雁门关隧道左线采用了两竖(斜)井分三段纵向通风方式。

为此,在进行通风方案设计中,我们曾考虑采用静电除尘器,滤烟除尘,以取消或减少竖(斜)井,降低土建、设备费用和运营费用。

但由于时间和技术的原因未能实现。

静电除尘器在日本、挪威等公路隧道中已成功采用。

我国应该在今后的特长隧道通风设计中开发或引进这项先进技术。

10 通风结构的优化研究特长隧道多采用竖井送排式分段纵向通风。

其中竖井的结构构造近几年已形成了一个相对固定的模式,但通风结构的优化研究远远不够,特别是缺少细部优化。

事实上竖井纵向位置、竖井与隧道正洞相对关系、送排风口间距、竖井与隧道正洞的连接形式、导流叶片的形状尺寸、竖井断面、上下联络风道形状尺寸、轴流风机进出口联络通道形状尺寸、轴流风机组合形式、送排风塔组合形式等等,不但很值得研究,而且有很大的效益可挖。

文献[5]、[6]在这方面做了有益的尝试,取得了一些成果。

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