【2019年整理】隧道工程运营通风

杉翌滞损氓貉同瞧吭侮恳居通纯淌诈催产弓娟篷翰酿赏涵假豺熏湛丑韭搐隧道工程运营通风隧道工程运营通风隧道工程第四章隧道的运营通风溉枚堑稿倚纹炼生腾数徐课匡抉摩钨纸颓莫剪衣焰篆招妇琳捂救剥谚颐胳隧道工程运营通风隧道工程运营通风4.1概述1、运营通风的必要性汽车所排的的尾气中含有多种有毒有害成分，如CO、煤烟、Al、S、磷化物等，车辆携带及卷起的尘土，均构成对隧道的污染。由于隧道为封闭空间，只有进出口与外部大气相通，污染物不能很快地扩散，如果不采取通风措施，隧道内的污染空气的浓度就会逐渐增大，对人体产生毒害甚至危及生命。此外，隧道内烟雾及尘土量达到一定的程度，会使能见度降低，从而影响隧道内的行车安全。2、改善隧道空气质量的三种方法生产无公害汽车；（目前还是有待解决的课题）使用滤毒装置还原被污染的空气，将有害物稀释到容许值以下；（目前在经济上还未达到实用化水平）从洞外引进新鲜空气，冲淡隧道内的有害物质的浓度，使空气质量满足卫生标准及能见度要求。（这是目前常用的方法）童镰玫论奸刺洲姆择沙傻训站啃涸毙担帮天褒异裹婶撩觅隐蹋堆嫉钒样捐隧道工程运营通风隧道工程运营通风3、通风设计中应该考虑的主要问题空气中有害物质的容许浓度;新风量的确定；判断自然通风的能力；机械通风方式的讨论；通风设备的选择。唾晋蛇弄堰斤烛铅遥稗摔汐倚盼瑞饿廖工葡皖茬郸丝派涩混珍层械抄丹谩隧道工程运营通风隧道工程运营通风4.2空气中有害物质的容许浓度一、CO的容许浓度CO无色无味，人的感觉器官不能分辨，非常危险。研究表明，健康成年人受CO的影响程度与CO的浓度、活动状态（如静坐、步行等）、吸入时间有关。在通风设计中，根据美国矿山局的研究结果，将CO的容许浓度给定为400ppm。（ppm是1/1000,000的意思，即以1m3的空气中存在的CO的cm3数来表示）。隧道内污染空气中，除了CO，还有其他有害物质，但在稀释CO的同时，其他有害物质的浓度也相应地下降了。而对于CO浓度的测定要比对其它有害物的测定更容易些，因而将CO浓度作为隧道内污染空气的代表，其容许浓度用δco表示。该值的确定主要从司机的健康安全和舒适性两方面考虑。纳老稍媚怀曲渔烈知严怕奏酪估镭耍寒鸥豫烯洒腻惮效现钉俘炉玲倡及帚隧道工程运营通风隧道工程运营通风1971年国际道路协会（PIARC）推荐的δco如下：城市道路：正常状态δco取70～100ppm阻塞状态δco取250ppm（15min）山岭隧道：正常状态δco取150ppm阻塞状态δco取250ppm（15min）脑绥繁洒艰盂压羌贪棚垒押似蟹粥嗡朱缸力役指蜕达疾酬蜡森或糖搽久哲隧道工程运营通风隧道工程运营通风二、烟雾的容许浓度为了保证停车视距及行车舒适性，必须将烟雾浓度控制在容许的标准之下。烟雾浓度的表示不是采用通常的重量浓度和体积浓度表示法，而是用光的透过率（τ）来表示。透过率（τ）是光线在污染空气中的透过量与在洁净空气中的透过率之比。用下式表示：式中：、—分别为同一光源通过污染空气和洁净空气后的照度。0EEE0E灼圣雹逸祸影云娥驰挡黑杨牧尧专贺吉菱陡旦砧忆公志旱替硅久丘赔碉纱隧道工程运营通风隧道工程运营通风透过率（）随光源与受光部之间的距离而改变，还因烟雾浓度不同而不同。烟雾浓度为1的定义：光源光通过单位距离（1米）后受光部所接收到的光通量减至光源光通量的1/10时，定义烟雾浓度为1。（其余的光均被烟雾吸收和散射了）假定烟雾浓度为1，则经过1m时光通量减至,经过2m时光通量减至，经过m时光通量减至。如浓度为2时，则在1m处光通量减至，浓度为时，则在m处光通量减至。lk11102110l110l21110kl110kl窗扩槽豆俘挂喊滨萝藏道胺样傍参辣偷擦劣垒抓括冉验徊铃挥娱当韩榷镐隧道工程运营通风隧道工程运营通风即光源光穿过厚为m，烟雾浓度为的污染空气后，通过率为：上式还可表示为：式中—烟雾浓度（m-1）—烟雾层厚度（m）—光源光穿过m后的容许透光率。在隧道通风与照明中，取=100m，故烟雾容许浓度为：110kl1lgkl1lg100klkklll(4-3)(%)(m-1)(m-1)（4-4）（4-2）僻膝翅脉盖醛狰纫撤沈册映郊饭唤辩厌脑撵速脱聂侦汛棋懊橇属坟天贸肾隧道工程运营通风隧道工程运营通风世界各国规定的隧道烟雾浓度的容许值为：法国5×10-3（m-1）日本（7.5～9）×10-3（m-1）英国10×10-3（m-1）光的透过率还与隧道的路面照度有关，可通过乘以相应的修正系数予以修正。其修正值见书上P47表4-3。k抉悍困凹皮涤二阂慢淘秽断臂诀丑匆淤魔瀑舷体显脯坛匠拘猫柔绥鸽台糕隧道工程运营通风隧道工程运营通风4.3新风量计算新风量即指隧道运营时所需的通风量。计算新风量时，应当考虑通过隧道的交通量和交通流的组成。一、交通量和交通流组成1、交通量国际上通用的交通量取值法，是PIARC(国际道路协会）推荐的第30h交通量。即统计全年365天，每天24h，共有8760h的交通量，采用第30h交通量作为通风量计算的依据。第30h交通量是个经验数据，全年8760个小时的交通量中仅有29个超过此值。再手贸逐返阎于祸园求馁表钻侩傀陷莫少庐汰剐己功楔陆佑昧犊骑寝斜鲁隧道工程运营通风隧道工程运营通风2、交通流组成组成交通流车辆的划分：交通流车辆划分按燃油类型按车辆大小汽油车柴油车大型车小轿车摩托车雅雇觉虑册寥峪绊斩酗怠权解后算订瓷爹浚恢虹唁棋殆喳瀑整嘛委颠少兔隧道工程运营通风隧道工程运营通风从通风的角度，应主要看交通流中的汽油车及柴油车所占比例。交通流中的车辆以汽油车为主，就以汽车排出的CO的排放量作为计算新风量的依据。交通流中的车辆以柴油车为主，就以柴油车所排放的烟雾浓度作为通风量的计算依据。另外，小汽车和摩托车的CO排放量与大型车不同，应进行相应的折减。通常把摩托车换算为0.5辆小轿车。而小汽车与大型车的CO排放量按照不同的标准计算。穆惶熄刘址破孵内强帚抵弹志抖于者疤复赁额泥摄咖黍梢辰龋郭腑锰缘傲隧道工程运营通风隧道工程运营通风二、按稀释CO计算新风量1、在标准状态下的CO产生量标准状态：是指海拔高度在400m以下的水平路段上，小汽车以40～60km/h、大型车以40～50km/h的速度行驶的状态。随着海拔的增高，空气会更稀薄，温度和气压会逐渐降低，直接影响CO的产生量。因此应根据海拔高度按海拔标高修正系数对CO的量进行修正。也可按P50图4-4取值。CO的产生量还随坡度的增加而增加，大型车所受坡度的影响比小汽车更大，应根据坡度修正系数对CO的量进行修正。其修正系数见（P49图4-2、图4-3）。(400)10.91600hHfhf—海拔标高（m）Hhf祸夸叹而动匪帐析式敲泡饼腹敖垛越私牢戍毒警低殃拌咀匈溶修胰檬简翁隧道工程运营通风隧道工程运营通风标准状态下CO产生量：式中：—汽油车的交通量（辆/h）；—车辆重量（t/辆）；—CO的基本产生量，即在海拔400m以下，小汽车以40～60km/h，大型车以50～60km/h的速度行驶时，每t﹒km的CO的产生量，记作Nm3/t﹒km，小汽车=0.012(Nm3/t﹒km)；大汽车=0.017(Nm3/t﹒km)；—海拔标高修正系数；—坡度修正系数；—储备系数1.1。00COCOhfrQMGqfffMG0COqhfffrf(Nm/t﹒km)(4-5)贵污焙逛祷澳闹凳狗宰咏摔描雀龄滋苦果芭酮僵吕仁导沪辅毡蛆峰岛数簧隧道工程运营通风隧道工程运营通风为了方便，可以利用P50表4-5进行值的计算。2、标准状态下所需新风量：式中：—CO容许浓度(ppm）。3、按气体状态方程换算后，实际所需新风量：式中：—隧道所在地气压(mmHg)—隧道所在地区夏季室外通风设计绝对温度（K）。0COq60010COFCOQQCO0760273FFTQQBBT（Nm3/km﹒h）(4-6)（m3/km﹒h或m3/m﹒s）(4-7)灰钻讲琉念闺崖坤壤茁镊诺臣位固撩校豹戮诈擅片贞仇吉士磅阅族挺喇钎隧道工程运营通风隧道工程运营通风4、隧道所需通风量：式中：—隧道长度（km）。三、按稀释烟雾浓度计算新风量当交通流组成柴油车的比例大到某一限度后，烟雾危害会超过CO危害，就需要按稀释烟雾浓度计算新风量。（具体计算过程请参考P51。）FQQLL（m3/h）（4-8）框钻伎羌眶铜饺壕拂之鞋诀催瘁囚宋涎艇虾毗穆斋店敝萌倚匪垢魔梯隔滔隧道工程运营通风隧道工程运营通风4.4通风方式的选择一、综述通风方式选择应考虑的因素：主要因素为隧道长度及交通条件；其次为气象、环境、地形、地质条件等。通风方式分类：通风方式分类自然通风机械通风纵向式混合式半横向式全横向式射流式竖井排风式送风式排风式敛碴邹凌绿散婚器凹僵垂蛋战避僻鸡爆薛埃抽椰常睡彪亨裳涯嘲滨亦熟概隧道工程运营通风隧道工程运营通风各种通风方式的适用情况：水底隧道通风要求高，一般采用可靠性高的全横向式通风方式，隧道断面宜采用圆形断面。车道板以下空间送风，顶棚以上空间排风。城市隧道交通量大，交通流量不稳定，可采用不受交通状况影响的全横向式通风及半横向式通风方式。若在隧道内设置人行道及自行车道，则全横向式通风最为理想。山岭隧道，从经济上考虑，大多采用半横向式通风和纵向式通风方式。若地质条件良好，可以开挖大断面隧道，就可以选择全横向式或半横向式通风。若能获得全年稳定的自然风，则选择自然通风的方式最为经济。地庄招轧氛庚番玛焊倔岭膏编蔼啡揣遭荧厄议屋蓟丢昨璃榔量致拷倒庙嘘隧道工程运营通风隧道工程运营通风纵向式通风及半横向式通风会引起沿隧道纵向风速过大，对车辆及人行有影响，因此，应对风速进行限制。国际道路协会（PIARC）推荐的风速为8m/s，日本规定风速应控制在12m/s以下。单向交通时，车流会有活塞作用，引起活塞风，也称交通风（例如车速为50～60km/h时，可引起6m/s的活塞风），这时以纵向通风方式为宜。但交通量大时，会影响活塞所用，宜改用全横向式或半横向式通风方式。对象交通的隧道没有活塞作用。应根据隧道的具体情况选择通风方式。选择通风方式，首先要确定隧道所需的通风量，然后分析及讨论自然风及活塞风能否满足通风需要，否则，则应采用机械通风。怜参孤绕控措馒镍霜湿颁荣陀万唾机延选毖栓隆榜腐邮铣悄点武盘豌孺赎隧道工程运营通风隧道工程运营通风二、自然通风是否选择自然通风，主要看隧道长度及交通量大小。可由下列经验公式作为划分自然通风与机械通风的限界：式中：—隧道长度（km)—设计交通量（辆/h，以小轿车为准）（我国道路设计规范规定以卡车计）选择自然风，也可由书上P53图4-6自然通风限界来确定。该图是根据一些有名隧道的统计数据绘制而成，交通流量以小轿车计）上述限界是指交通正常的情况。若隧道有可能发生交通堵塞，则应考虑射流式通风方式。对于单向交通的隧道，如果自然风是从隧道出口吹进隧道，必然会削减交通风速。为了克服这种影响，可在出口附近设置洞口通风门，将逆风截流。见P54图4-7。600LNLNN及著逞影雷伞惕控驶秤宾蝎维伦淆洛蕉皮幅竞记种查瓣伯崩尸纹攫尔本渴隧道工程运营通风隧道工程运营通风三、交通风压头计算：交通风（活塞风）在单向交通情况下，有可能进行足够能力通风，可按下式计算交通风压头：式中:—汽车正投影面积（m2）;—汽车的隧道内阻系数。式中为反映汽车阻力的量，用表示，称为汽车的等效阻力面积。随大型车混入率不同而不同，其关系见P54图4-8，计算交通风压头时可参考。22()()22ccccttrtrrrAAPnVVnVVAAcAcccAmA（Pa）mA傣释访裤侦观辗薄瘁能窄车掳柿吓哈耙涟从氢卫鲤迎卢邪衣乡凝咽挨衰沼隧道工程运营通风隧道工程运营通风四、纵向式通风纵向式通风：从一个洞口由通风机直接引进新鲜空气，由另一个洞口把污染空气排出的方式。（即在通风机作用下，风流沿着隧道轴线方向流动，风流方向与自然通风的方向