第9章 公路與鐵路地下隧道的運營通風

第7章公路(gōnglù)及鐵路地下隧道運營通風簡介主要內(nèi)容第1節(jié)公路(gōnglù)地下隧道運營通風第2節(jié)鐵路地下隧道運營通風共一百一十四頁參考文獻（1）隧道及地下工程，關(guān)寶樹、國兆林主編，西南交通大學出版社；2000年（2）高層建筑和地下建筑通風(tōngfēng)與防排煙，張吉光等編著，中國建筑工業(yè)出版社，2005年（3）地下工程通風與空調(diào)，胡漢華等，中南大學出版社（4）公路隧道運營設施，呂康成主編，人民交通出版社，1999年（5）鐵路隧道運營通風設計規(guī)范，中國鐵道出版社，（6）隧道工程，上冊，王毅才主編，人民交通出版社，1986年共一百一十四頁第一節(jié)公路(gōnglù)地下隧道運營通風一、概述二、公路地下隧道運營的有害物與有害物濃度控制標準三、運營隧道內(nèi)氣候(qìhòu)四、公路地下隧道通風系統(tǒng)設計的技術(shù)路線五、新風量計算六、公路隧道運營通風方式

共一百一十四頁一、概述(ɡàishù)汽車所排出的廢氣，含有多種有害成分，如一氧化碳、煤煙、鋁、磷化物、硫等，是氣態(tài)和浮游固態(tài)微粒的混合物。汽車還能攜帶塵土和卷起塵埃。這些物質(zhì)構(gòu)成了對隧道內(nèi)空氣的污染。隧道是個閉塞(bìsè)空間，一般只有進出口與大氣相通，污染物不能根快擴散，所以隧道內(nèi)污染空氣的濃度會逐漸積累。當濃度很小時，通常影響不大。但是，劇毒性的co濃度增加時，會使人體產(chǎn)生不同程度的中毒癥狀，甚至危及生命?？諝庵械臒熿F可以影響能見度，含煙（塵）量達到一定程度后，即可使能見度下降到妨礙行車安全的程度?？傊?，隧道內(nèi)的空氣污染，既會造成對人體的危害，又會影響行車安全。共一百一十四頁改善隧道內(nèi)空氣污染的途徑大體上有三種，即（1）生產(chǎn)無公害汽車，（2）使用濾毒裝置還原被污染染的空氣；（3）把污染空氣始有害物稀解到容許值以下。無公害汽車現(xiàn)在仍為有待解決的重大課題，隨著對新能源的開發(fā)和對公害問題的深人研究，將來這個問題有可能得到解決。目前用濾毒裝置已經(jīng)可以(kěyǐ)還原像CO之類的有害氣體，但在效卒上和經(jīng)濟上還沒有達到實用化的程度?，F(xiàn)階段實用的方法是從洞外引進新鮮空氣，沖淡隧道內(nèi)的有害物質(zhì)濃度；使空氣滿足衛(wèi)生標淮和能見度方面的要求。共一百一十四頁通常從汽車排放氣體的成分和其有關(guān)的濃度給生理造成損害(sǔnhài)的主要因素是CO，若能保證對CO有必要的通風量，其它因素就可處于安全濃度；所以在通風研究時，僅考慮CO的濃度問題。共一百一十四頁二、公路(gōnglù)隧道運營的有害物與控制標準1、有害物

共一百一十四頁(1)運行(yùnxíng)車輛排放的廢氣。汽車(qìchē)排出的氣體，含有一氧化碳、氧化氫、碳化氫、氧化硫、醛等對人體有害的成分。其中，一氧化碳具有高度毒性，且在排氣中所占比例極大,是最危險的成分。柴油機車輛除排放對人體有害的氣體外，還排放大量的游離碳素(煤煙)，嚴重影響隧道內(nèi)的能見度和舒適性。共一百一十四頁(2)隧道圍巖中排放(páifànɡ)的有害氣體在山體隧道中,圍巖會放出各種有害氣體,如CH4、H2S等,這些氣體的散放量與圍巖中有害氣體含量及支護對圍巖的封閉性有關(guān)。一般隧道圍巖中有害氣體含量低、散放量小,所以,目前(mùqián)在運營通風中尚未考慮。共一百一十四頁(3)火災產(chǎn)生(chǎnshēng)的有害氣體和煙塵火災會產(chǎn)生大量的CO和煙塵(yānchén)。隧道內(nèi)火災會使隧道環(huán)境急劇惡化,造成人員傷亡、交通中斷或引發(fā)惡性交通事故。正常通風不可能避免火災產(chǎn)生的危害。一旦火災發(fā)生,需通過改變通風方式和加大風量,使環(huán)境暫時得到改善,可以起到控制火災蔓延,減少災害損失,縮小事故范圍的效果,同時也為滅火創(chuàng)造條件和提供方便。共一百一十四頁2、有害物濃度控制(kòngzhì)標準我國《公路隧道設計規(guī)范》(JJJ026-90)第9.2.2條規(guī)定：隧道內(nèi)一氧化碳(CO)允許濃度：隧道內(nèi)工作人員休息和控制室等人員長期停留的工作間為24ppm，正常運營時為150ppm；發(fā)生(fāshēng)事故時,短時間(15min以內(nèi))為250ppm。共一百一十四頁隧道內(nèi)煙塵(yānchén)允許濃度：高速公路一、二級公路隧道為0.0075m-1；三、四級公路隧道為0.009m-1。共一百一十四頁三、隧道(suìdào)內(nèi)氣候隧道氣候是隧道內(nèi)溫度、風速和濕度的總稱。1．溫度山體中埋深大的隧道受地熱影響，隧道內(nèi)空氣溫度明顯高于地表大氣溫度，或埋深淺的隧道，由于通風，隧道內(nèi)空與溫度也會明顯低于地表大氣溫度。有時隧道內(nèi)空氣溫度與地表與溫差別可能很大，當這種差別過大時，會引起人體的不良反應。隧道內(nèi)空氣的降溫可通過增大風量來實現(xiàn)，增溫則需要采取(cǎiqǔ)空氣加熱的方式。在國內(nèi)現(xiàn)有隧道中，由于受地熱影響不大，隧道內(nèi)溫度隨其它環(huán)境指標滿足而自然滿足，不需要專門增加風量。增溫則需要增加專門的設施（隧道采暖設施），需要增加費用。共一百一十四頁

2．風速隧道內(nèi)空氣和大氣的交換是通過空氣流動來實現(xiàn)的，空氣流動的速度（風速）直接影響到通風的效果。風流速度與通風量成正比。在機械通風中，靠提高風速增大風量，因此，隧道內(nèi)的風速經(jīng)常大于地表大氣的正常風速。隧道內(nèi)風速大是隧道氣候特怔。風速大會引起以下不良后果：（1）揚起隧道內(nèi)積聚和車輛上裝載的塵粒，形成塵煙，影響可見度和舒適感，因此，要求隧道內(nèi)要做好防塵和降塵工作。防塵應做好隧道的定期清掃和載塵（如煤、土等）車輛的管理，降塵則采取灑噴水或安裝專門(zhuānmén)的除塵設備。（2）加快隧道內(nèi)水份蒸發(fā)，使空氣干燥。（3）引起人體不適或感冒。（4）增大風阻，從而增加通風費用。在滿足通風要求下，風速越小越好。我國《公路隧道設什規(guī)范》（JJJ026—90）第9.25條規(guī)定：采用機械通風時，隧道行車道內(nèi)最大風速不宜超過8m／s。共一百一十四頁

3.濕度在隧道內(nèi)，由于通風風速大，空氣濕度小，人在隧道內(nèi)工作(gōngzuò)（長時或短時），都會因干燥而感不適。增加隧道空氣濕度的辦法也是灑水或噴水，可結(jié)臺防塵、降塵綜臺考慮。綜上所述，隧道內(nèi)氣候和地表氣候有明顯不同，主要表現(xiàn)為風速高，濕度低，溫度變化大等，它會引起人體不適或致病，因此改善隧道氣候也是隧道運營管理的一個重要課題。共一百一十四頁四、道路地下隧道通風(tōngfēng)系統(tǒng)設計（一）通風系統(tǒng)設計的技術(shù)(jìshù)路線（二）設計條件的設定和確認共一百一十四頁（一）通風系統(tǒng)設計的技術(shù)(jìshù)路線（1）基礎(chǔ)(jīchǔ)資料調(diào)查和收集（2）設計條件的設定和確認（3）通風量的計算和確定（4）通風方式的選擇及確定（5）概念設計及方案比較研究（6）通風方式和設計方案的最后確定（7）詳細設計及有關(guān)研究（8）通風系統(tǒng)的維護管理設計（5‘）火災工況下設備及設施能力的復核（排煙措施的效果）準備階段工作內(nèi)容（5‘）是否對系統(tǒng)有影響共一百一十四頁（二）設計條件(tiáojiàn)的設定及確認1、隧道本身條件2、交通條件3、通風(tōngfēng)豎井（包括通風(tōngfēng)機房）設計條件4、氣象條件5、環(huán)境條件共一百一十四頁1、隧道(suìdào)本身條件包括(bāokuò)：隧道總長度，幾何要素（包括平、縱、橫斷面），隧道位置和用地的制約條件；隧道兩岸所要求銜接道路的情況及交通疏解要求；隧道兩岸是否存在與其他設施（如地下停車場）連接的要求；隧道兩岸有無地下構(gòu)筑物或地下埋設物；隧道是否存在延伸和變更的可能性；隧道口部原有建筑的布置情況。共一百一十四頁2、交通(jiāotōng)條件交通量包括初、近、遠期的交通量預測，不同方向(fāngxiàng)的分布，每日不同時段的變化，每周各天的變化，每季度的變化等；車輛種類構(gòu)成主要是大型車種的比例，或小時交通流量中車種構(gòu)成比例；設計速度包括設計計算行車速度，最底設計計算行車速度；每以隧道中的車道數(shù)（單向或雙向行駛條件）；交通阻塞的可能性；共一百一十四頁3、通風豎井（包括通風機房）設計(shèjì)條件隧道兩岸上段是否有足夠面積設計通風豎井，位置是否合適以及(yǐjí)高度是否受限制；通風豎井預定位置的地形、地質(zhì)、地下埋設物的條件；共一百一十四頁4、氣象條件隧址附近的一年氣象資料（重點是上空及地表附近的主導風向、風速等）特殊(tèshū)氣象條件（例如：逆流層等）的發(fā)生頻率，持續(xù)時間；隧址附近的溫度和濕度；共一百一十四頁5、環(huán)境(huánjìng)條件隧址附近(fùjìn)地理情況和周圍建筑物概況以及有關(guān)大氣、噪聲等環(huán)境條件共一百一十四頁四、新風量計算(jìsuàn)1、有害氣體(qìtǐ)及煙霧發(fā)生量2、CO及煙霧濃度容許標準3、新風量計算共一百一十四頁1、有害氣體(qìtǐ)及煙霧發(fā)生量日本《公路隧道手冊》通風部分每輛柴油車：平均排除氣體（CO）量5.6m3/km,煙霧(yānwù)發(fā)生量平均3.36m3/km;每輛汽油車：平均排除氣體（CO）量1.3m3/km,煙霧發(fā)生量平均0.07m3/km;瑞士20世紀50年代提出的汽車在標準狀態(tài)下每噸公里的CO產(chǎn)生量位：小汽車：0.017m3/(t·km)

大型汽車：0.012m3/(t·km)柴油汽車：0.0005m3/(t·km)共一百一十四頁2、CO及煙霧(yānwù)濃度容許標準CO濃度標準正常交通情況:CO容許濃度在：200ppm;阻塞交通情況：250ppm（車速1.5~30km/h,不超過15min）;超過1h的事故處理，可要求汽車(qìchē)發(fā)動機停車和其他處理措施。共一百一十四頁煙霧(yānwù)濃度煙霧濃度以每100m透光率40%作為標準值；每100m透光率50%作為理想值；廣州黃沙至芳村珠江水下隧道：正常交通情況(qíngkuàng)：在路面照度為110lx條件下，車速50~60km/h,煙霧濃度7.5×10-3,100m透光率為48%；交通阻塞時：車速15~30km/h,煙霧濃度9×10-3,100m透光率為40%；共一百一十四頁煙霧(yānwù)設計濃度JTJ026.1-1999標準規(guī)定煙霧設計濃度:采用(cǎiyòng)鈉光燈光源時,煙霧濃度見下表;采用熒光燈光源時,煙霧設計濃度應提高一級;煙霧濃度達到0.012m-1時,應采取交通管制措施,減少進入隧道的車輛;進行隧道內(nèi)的養(yǎng)護維修時,應按現(xiàn)場實際煙霧濃度不大于0.0035m-1考慮.設計行車速度100806040煙霧濃度(m-1)0.00650.00700.00750.0090共一百一十四頁3、新風量計算(jìsuàn)（1）原則和方法（2）稀釋有害氣體(qìtǐ)CO所需通風量計算（3）稀釋煙霧濃度所需通風量計算（4）計算新風量共一百一十四頁（1）原則(yuánzé)與方法在我國《公路(gōnglù)隧道設計規(guī)范》中，計算通風量時應分別按稀釋CO濃度和煙霧濃度進行；選擇其中大值作為設計風量;在計算稀釋汽油車CO濃度時也要考慮柴油車CO排放量;在計算柴油車煙霧濃度時也需要考慮汽油車的煙霧排放量.一般情況下，分別按CO和煙霧濃度計算出每公里的標準通風量,然后根據(jù)隧道長度計算所需通風量。再依據(jù)行駛速度、坡度和不同車型CO的排放量修正而得出最終結(jié)果。同時也要計算出阻塞、火災排煙時所需通風量，作為驗算通風量的依據(jù)。共一百一十四頁（2）稀釋(xīshì)有害氣體CO所需通風量計算CO排放量計算公式(JTJ026.1999)式中Qco---隧道全長CO排放量,m3/sqco---CO基準排放量,m3/(輛·km),可取0.01fa---考慮(kǎolǜ)CO的車況系數(shù);fd---車密度系數(shù);fh---海拔高度系數(shù);fm---車型系數(shù);fiv---縱坡的車速系數(shù);n---車型類別系數(shù);nm---相應車型的設計交通量,輛/h;共一百一十四頁稀釋(xīshì)CO的風量計算式中:Qreq(co)----隧道全長稀釋CO所需風量,m3/s;

δco---CO容許濃度(nóngdù),ppmP0----標準大氣壓,KN/m2,取101.325P----隧址設計氣壓,KN/m2;T0---標準氣溫,K,取273;T---隧道夏季的設計溫度,K共一百一十四頁（3）稀釋(xīshì)煙霧濃度所需通風量計算煙霧排放量計算：JTJ026.1—1999式中Qv1---隧道全長煙霧排放量,m3/sqv1---煙霧基準排放量,m3/(輛·km),可取2.5fa(v1)---考慮CO的車況系數(shù);fd---車密度系數(shù);fh(v1)---海拔高度系數(shù);fmv1()---車型系數(shù);fiv(v1)---縱坡的車速系數(shù);nD---車型類別(lèibié)系數(shù);Nm---相應車型的設計交通量,輛/h;共一百一十四頁稀釋煙霧所需風量計算式中K---煙霧設計(shèjì)濃度，m-1;共一百一十四頁上述計算稀釋CO和煙霧通風量還有其他公式和方法，具體可參看(cānkàn)：《公路隧道運營設施》，人民交通出版社，第一章，第八節(jié)共一百一十四頁（4）計算(jìsuàn)通風量（2）和（3）的大者作為計算(jìsuàn)通風量共一百一十四頁六、道路(dàolù)隧道運營通風方式共一百一十四頁共一百一十四頁（一）自然通風（二）機械(jīxiè)通風1、縱向式通風2、橫向式通風3、半橫向式通風4、混合通風（三）通風方式的選擇共一百一十四頁（一）道路(dàolù)地下隧道自然通風1、概念是不需要任何通風設備，完全靠由行駛車輛在隧道作用產(chǎn)生(chǎnshēng)的交通風力與存在于洞口間的自然風壓的共同作用，把有害氣體和煙塵從隧洞內(nèi)排出洞外。共一百一十四頁2、特點(tèdiǎn)在隧道自然通風中，車輛行駛產(chǎn)生的活塞風始終占主導地位。當隧道內(nèi)的自然風壓與車輛行駛方向相同時，自然風壓是通風動力，對排除有害氣體有利；若自然風壓與車輛行駛方向相反，自然風壓是通風阻力，對排除有害氣體不利。在通風設計計算時一般(yībān)按不利條件考慮。共一百一十四頁在這種通風方式下，污染的空氣全部從隧道口部排出，而且(érqiě)在發(fā)生火災時，不可能人為控制煙霧的排出，由于煙霧會向全車道空間擴散，故應在隧道內(nèi)設置人員避難措施。適用：長度不大，交通量較小的隧道。共一百一十四頁3、采取這種通風方式必須考慮如下(rúxià)問題（1）交通量、車道、車種構(gòu)成等前提條件的設定；（2）隧道口部排出氣體對周圍環(huán)境影響的預測；（3）研究(yánjiū)自然風的作用；（4）安全設施的考慮（特別重要的是隧道內(nèi)的安全出口）；（5）車道內(nèi)的最大風速為3cm/s。共一百一十四頁4、自然通風力通常應將由氣象條件產(chǎn)生的自然通風力看作阻力。氣象條件產(chǎn)生的自然風力隨時都會發(fā)生變化，其作用方向和大小是不確定的，也就是在某些情況下是對通風有利(yǒulì)的方向作用，而在某些情況下則對通風不利的方向作用。共一百一十四頁自然通風力組成(zǔchénɡ)自然通風力ΔPMWT，按其成因大致有下列幾種壓力(yālì)（1）然風產(chǎn)生的壓力ΔPM；（2）隧道兩洞口大氣壓的靜壓差產(chǎn)生的壓力ΔPW；（3）由于隧道內(nèi)外的溫度差產(chǎn)生的壓力ΔPT；共一百一十四頁5、交通(jiāotōng)風力對于單向行駛(xíngshǐ)的隧道，行駛(xíngshǐ)的汽車產(chǎn)生的活塞作用力（交通風力）由下式計算：式中Ar---隧道凈斷面積；n---隧道內(nèi)車輛數(shù)；Vt—車速；Vr—隧道設計風速；Am---汽車等效阻抗面積，Am=Ap·§p

Ap---汽車的正面投影面積；§p

---隧道內(nèi)阻力系數(shù)共一百一十四頁6、其他(qítā)采用自然通風的隧道，發(fā)生交通阻塞，活塞風作用降低(jiàngdī)，一般可采取禁止車輛進入隧道并令隧道內(nèi)車輛發(fā)動機停車，以避免危險。共一百一十四頁（二）公路地下隧道機械(jīxiè)通風（1）按通風機的工作方式分類送風式、排風式、混合式三種送風式新鮮空氣經(jīng)風機送入隧道;排風式隧道中的污染空氣則經(jīng)風機排放大氣。也有在一個隧道既采用送風式又采用排風式的混合式。（2）按風流的流動方向劃分(huàfēn)通風方式

縱向式、橫向式、半橫向式和混合式四種。共一百一十四頁1、縱向(zònɡxiànɡ)通風是一種最簡單的通風方式。它只需在隧道的適當位置安裝通風機，靠風機產(chǎn)生的通風壓力迫使隧道內(nèi)空氣沿隧道軸線流動,就能達到通風的目的。由于簡單,縱向通風在公路隧道中使用較多,也研究(yánjiū)較多。經(jīng)過長期實踐,形成了多種多樣的縱向式通風方式。共一百一十四頁1.1縱向(zònɡxiànɡ)通風基本概念縱向(zònɡxiànɡ)式風流沿隧道軸線方向(縱向(zònɡxiànɡ))流動。共一百一十四頁1.2縱向通風(tōngfēng)基本特點縱向通風方式在隧道內(nèi)一般不設置通風管道（風道），風流沿著隧道軸向流動，因此汽車行駛時產(chǎn)生的活塞作用力（交通風力）直接影響縱向通風的效果?？紤]到維護管理、防災避難時人體直接暴露在車道空間，進行通風設計時隧道內(nèi)的風速應保持在小于12m/s;在發(fā)生火災時，煙霧向車輛行駛方向流動，火災源位置上風方向的車輛已停止，而火災源位置下風方向已成為煙道，因此在火災發(fā)生的隧道內(nèi)不能進行滅火活動，因此必須從相臨隧道通過隔墻的防火門進入發(fā)生火災的隧管進行滅火活動。因此，上、下行隧道之間必須等距離地在分隔墻上設置連通(liántōng)通道和防火門。共一百一十四頁1.3縱向通風幾種(jǐzhǒnɡ)常用方式（1）集中排風的縱向式通風（2）采用射流風機(fēnɡjī)的縱向通風（3）射流風機+集中排風的縱向式通風（4）電氣集塵縱向式（5）電氣集塵、豎井送排風縱向式共一百一十四頁（1）豎井式縱向(zònɡxiànɡ)通風機械通風(tōngfēng)所需動力與隧道長度的立方成正比，因此在長隧道中，常常設置豎井進行分段通風(tōngfēng)。豎井用于排氣，有煙囪作用，效果良好。共一百一十四頁（a）集中排風(páifēnɡ)的縱向式通風

本方式是從兩洞口帶進新鮮空氣用豎井等將污濁空氣排出洞外的一種通風方式．主要(zhǔyào)在雙向交通和保擴洞口環(huán)境的條件下采用。共一百一十四頁（b）集中(jízhōng)送風的縱向式通風共一百一十四頁(c)豎井(shùjǐng)送排風的縱向通風為使空氣流與汽車(qìchē)行駛方向一致，在一些隧道中也采用了豎井送排風的縱向通風方式。共一百一十四頁（2）射流式縱向(zònɡxiànɡ)通風射流式縱向通風是將射流式風機設置于車道的吊頂部，吸入隧道內(nèi)的部分空與，并以30m／S左右(zuǒyòu)的速度噴射吹出，用以升壓，使空與加速，達到通風的目的。射流式通風比較經(jīng)濟，設備費用少，但噪聲較大。共一百一十四頁射流(shèliú)風機的通風原理利用風機所產(chǎn)生的高速氣流推動前方空氣流動,同時在后方形成一個負壓區(qū)，帶動后方空氣流動,從而在隧道內(nèi)風機的前后一定范圍內(nèi)形成空氣沿隧道軸向(縱向(zònɡxiànɡ))的定向流動，達到通風的目的。一般講,風速越大,射流越長。射流風機的功率小,通風距離短,一般在一個隧道中需要安裝多臺風機同時工作。共一百一十四頁射流(shèliú)風機的通風特點和集中排風縱向通風相比較,射流風機縱向通風無需開鑿通風井,通風設施更為簡單,為此而花費的費用少;但是,由于風機通風原理決定,它的通風效率低,這將使它的運營費用增大。除此,射流風機還有噪音大，射出的高速風流影響正常行車(hángchē)等缺點。該方式適合交通量比較小，車流量較小的條件．共一百一十四頁共一百一十四頁射流(shèliú)風機的布置串聯(lián)布置(bùzhì)并聯(lián)布置共一百一十四頁串聯(lián)(chuànlián)布置可以有較高的通風效率；其升壓值串聯(lián)較并聯(lián)大20%；串聯(lián)布置的縱向安裝間距應滿足射流完全混合距離的要求。一般射流完全混合距離為10~12H（H為車道(chēdào)高度）。共一百一十四頁串聯(lián)(chuànlián)布置平面圖共一百一十四頁串聯(lián)(chuànlián)布置橫斷面1串聯(lián)布置的射流風機在隧道(suìdào)的橫斷面上，對于兩車道的地下隧道(suìdào)，一般分別安裝在橫斷面兩側(cè)上部的角隅上（兩臺一組）。共一百一十四頁串聯(lián)(chuànlián)布置橫斷面2如一條隧道的車道數(shù)為3或4條，一組射流風機臺數(shù)多于2臺，射流風機也可以安裝(ānzhuāng)在車道頂部（一條車道對應一臺）。共一百一十四頁串聯(lián)(chuànlián)布置橫斷面3如果一組為兩臺，側(cè)墻厚度足夠，也可以將射流風機嵌入側(cè)墻內(nèi)，但在這位置(wèizhi)上兩側(cè)應設有導流的斜面。共一百一十四頁并聯(lián)(bìnglián)布置是將射流風機分為四組，隧道兩端口部分別集中(jízhōng)安裝兩組。共一百一十四頁并聯(lián)(bìnglián)布置橫、縱斷面圖共一百一十四頁射流(shèliú)風機縱向通風的有關(guān)要求隧道(suìdào)內(nèi)發(fā)生火災（中小型等級火災），隧道(suìdào)內(nèi)縱向排煙風速不小于2m/s；射流風機機器配電纜（銅質(zhì)電纜）均要在250℃溫度下能正常運行1h；射流風機應能正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)工況時的效率為正轉(zhuǎn)時的70%以上；共一百一十四頁（3）豎井集中排風、射流風機(fēnɡjī)縱向式共一百一十四頁（4）電氣(diànqì)集塵縱向式本方式是在汽車排放的有害氣體中，大幅度地減少煙塵量的一種(yīzhǒnɡ)通風方式，是日本獨具特點的、新開發(fā)的通風方式。電氣集塵式是把集塵機設置在沿車道的集塵室中，除去從車道帶進的或從從污染空氣中的煙塵。并作為新鮮空氣返回車道的一種(yīzhǒnɡ)通風方式、在本方式中，目的是除去煙塵，因此，其限界長度決定干CO設計濃度的范圍．1個集塵室的處理風量約在100m3／s～350m3/s左右．此外；電氣集塵機的除塵效率可達80％．共一百一十四頁（5）電氣集塵、豎井送排風(páifēnɡ)縱向式本方式(fāngshì)基本上采用在超過一氧化碳設計校度限界范圍以上的長隧道，在該位置與外部聯(lián)絡的通風坑道，并引迸新鮮室氣．因此限界長度不受限制。采用此種通風方式(fāngshì)的日本關(guān)越隧道長度為10km以上．這充分悅明縱向式通風的限界長度已大幅度地增加了共一百一十四頁2、全橫向(hénɡxiànɡ)通風橫向(hénɡxiànɡ)式風流沿垂直于隧道軸線的方向(橫向(hénɡxiànɡ))流動共一百一十四頁（全）橫向通風(tōngfēng)特點隧道斷面被分為送風道、排風道和行車道三部分。新鮮風流由風機送入送風道,經(jīng)送風孔進入(jìnrù)行車道,與污染空氣混合后,橫穿隧道,經(jīng)排風口進入(jìnrù)排風道,由風機排出。共一百一十四頁共一百一十四頁共一百一十四頁和縱向通風相比較,橫向通風供風均勻,污染空氣在隧道內(nèi)滯留時間短,隧道內(nèi)可見度高,有利于火災管理。是更為理想的隧道通風方式。但橫向通風需要在隧道內(nèi)設車道板和吊頂,還要設風井,從而使隧道建筑工程量增大,費用增高;另外,由于受隧道施工斷面限制,設在車道板下和吊頂上的送風道和排風道斷面小,隧道通風阻力大,通風能耗大,運營(yùnyíng)管理費用高。較高的建設費用和較大的運營(yùnyíng)管理費用使橫向通風的使用受到了很大的限制。目前在世界各國大都只在非常重要的長大隧道中使用。共一百一十四頁3、半橫向(hénɡxiànɡ)通風半橫向式風流沿橫向進入（或排出(páichū)）,沿縱向流動。橫向進入為壓入式半橫向通風，橫向排出(páichū)為抽出式半橫向通風。共一百一十四頁4、半橫向(hénɡxiànɡ)通風

半橫向通風只需設置一個送風道或排風道,如圖1-9-6所示,隧道斷面被分成送風道或排風道和行車道兩部分。新鮮空氣由風機、風井送入送風道,經(jīng)送風孔進入行車道,在行車道內(nèi)與污染空氣混合后沿隧道排出?？梢?半橫向通風是介于縱向和橫向通風之間的一種通風方式(fāngshì)。簡單說,這種通風方式(fāngshì)綜合了縱向通風和橫向通風的優(yōu)點和缺點。通風效果和安全性等也介于二者之間,在一些重要隧道中,因采用橫向通風費用高,可考慮采用半橫向通風方式(fāngshì)。共一百一十四頁共一百一十四頁4、混合式通風(tōngfēng)根據(jù)隧道的具體條件和特殊需要，由豎井與上述各種通風方式組臺成為最合理的通風系統(tǒng)。例如(lìrú)，有縱向式和半橫向式的組臺，以及橫向式與半橫向式的組臺等各種方式。共一百一十四頁共一百一十四頁半橫向通風(tōngfēng)的四種方案A方案：壓入式半橫向通風B方案：抽出式半橫向通風C方案：入口(rùkǒu)段抽出，出口段壓入式半橫向通風D方案：出口段抽出，入口段壓入式半橫向通風共一百一十四頁A方案：壓入式半橫向(hénɡxiànɡ)通風優(yōu)點(yōudiǎn)：（1）能耗低，（2）隧道內(nèi)有害氣體濃度分布均勻；（3）自然風的影響比較小缺點：（1）因隧道內(nèi)是單向交通，污染空氣集中在出口處排出，對出口處附近的環(huán)境造成較大影響；（2）因通風氣流在車道內(nèi)流動，出口處風速較高，在火災時難以控制。共一百一十四頁B方案(fāngàn)：抽出式半橫向通風優(yōu)點：在火災(huǒzāi)情況下隧道內(nèi)的煙氣可集中排除，易于控制。缺點：（1）能耗高，（2）隧道內(nèi)有害氣體分布不均勻；共一百一十四頁C方案：入口段抽出，出口(chūkǒu)段壓入式半橫向通風優(yōu)點（1）正常(zhèngcháng)情況下通風效果好（2）車道內(nèi)風速比較穩(wěn)定（3）火災情況下排煙效果好缺點（1）交通堵塞時新鮮空氣總量減少一半；（2）在隧洞出口處會出現(xiàn)有害氣體最高濃度點；（3）容易受自然風的影響。共一百一十四頁D方案(fāngàn)：出口段抽出，入口段壓入式半橫向通風優(yōu)點（1）充分發(fā)揮活塞風的作用；（2）能耗較底缺點(quēdiǎn)：（1）交通堵塞時新鮮空氣總量減少一半；（2）隧道內(nèi)局部地段有害氣體濃度分布不均勻（3）受自然風影響使有害氣體分布不穩(wěn)定。共一百一十四頁5、通風(tōngfēng)方式的選擇（1）影響隧道通風方式(fāngshì)選擇的因素隧道長度隧道長度是影響隧道通風方式選擇的最主要的因素。隧道長度大,隧道發(fā)生事故和災害造成的損失一般也大,所以隧道越長,對隧道通風的安全性和可靠性要求越高。

共一百一十四頁各通風方式(fāngshì)的適用長度

隧道類型通風方式隧道長度(km)單向行車隧道縱向通風方式射流風機式0.5～22～4集中送排風式半橫向通風方式1.5～3橫向通風方式2～4雙向行車隧道縱向通風方式射流風機式0.5～1集中送排風式0.5～2半橫向通風方式1～3橫向通風方式2～4共一百一十四頁隧道交通條件隧道交通條件指隧道內(nèi)為單向行車還是雙向行車以及隧道的交通量。一般單向行車的隧道采用縱向和半橫向通風較好,能夠較充分地利用自然風和活塞風;交通量大的隧道一方面有害氣體排放量大,另一方面安全要求高,所以一般應選用橫向通風或半橫向通風方式。隧道所處地層的地質(zhì)條件隧道所處地層的地質(zhì)條件好,隧道施工比較容易,費用低,這時選用橫向通風方式,隧道斷面可適當加大,送風道和排風道容易布置(bùzhì)并可以布置(bùzhì)得大一些。這樣隧道的建設和運營費用不會很高。相反,如果圍巖條件差,則可能由于隧道施工困難,以及施工費用高而影響到橫向通風的使用。隧道所處地區(qū)的地形和氣象條件地形和氣象條件與隧道自然風流的流向和流量有關(guān)。當自然風流比較大,流向相對穩(wěn)定時,對于較短的隧道,可直接利用它通風。但對于縱向通風的隧道,若自然風流變化較大時,將會影響通風效果,嚴重者會造成隧道無風或風機損壞。所以,在這種條件下宜采用橫向通風;若采用縱向通風,需加強管理。共一百一十四頁（2）通風(tōngfēng)方式選擇共一百一十四頁A：基本(jīběn)原則選擇通風方式時，應該綜合考慮上述諸多因素。合理的通風方式是安全可靠性高,建設安裝方便,投資小,隧道內(nèi)環(huán)境好,對災害的適應能力強,運營管理方便,運營費用低的通風方式。各種通風方式都既有優(yōu)點,又有缺點,一種通風方式不可能完全滿足這些要求。所以,實際上的合理是在給定條件下盡可能作到既安全可靠又經(jīng)濟方便。對于任何一個隧道,可供選擇的通風方式可能有幾種,就同一種通風方式,其風井、風道的布置方案也會有多種。所謂經(jīng)濟是相對的,就是在諸多方案中選擇建設安裝投資少,運營管理費用低,綜合經(jīng)濟效益最好的一個。而要做到這一點,就需要熟悉和掌握各種通風方式的特點,了解隧道所處環(huán)境及各種條件的特殊性,盡可能全面地提出各種可行方案,最后進行技術(shù)分析(fēnxī)和經(jīng)濟比較。經(jīng)濟比較應該把建設投資和運營費用分別比較。在進行建設投資比較時要抓住主要項目:如風井、風道的建設費用,主要設備的投資等。在對建設投資和運營費用進行綜合比較時,要做動態(tài)分析(fēnxī)。共一百一十四頁B：歸納的選擇(xuǎnzé)方法在一般公路隧道中，包括雙向行駛的隧道，（1）當隧道長度超過2500m時，多采用送排風半橫向式通風；（2）長度超過3000m，雙向行駛的有效通鳳方式是集中排風；（3）更長的隧道，如5km以上(yǐshàng)，則選定橫向式。在高速公路中，縱向式是主流，隧道長度超過5km后，可采用橫向式、電氣集塵的送排風方式等．另外．從通風方式的演變看，70年代以前都是以采用風道的方式為主．而到80年代以后，則進入縱向式的全盛時期。日前，在長大公路隧道中，幾乎都是采用各種類型的縱向式通風系統(tǒng)。共一百一十四頁單向行車(hángchē)公路隧道共一百一十四頁雙向行車(hángchē)公路隧道共一百一十四頁第2節(jié)、鐵路隧道(suìdào)運營通風1、鐵路隧道的有害物特點2、鐵路隧道的通風(tōngfēng)方式鐵路隧道運營通風設計規(guī)范TB10068-2000J71-2001共一百一十四頁1、鐵路隧道(suìdào)的有害物特點與要求鐵路隧道建成并交付運營的期間，由于來往通過隧道的機車（除電力機車外）會排放出大量的有害氣體，蒸汽機車主要是CO，內(nèi)燃機車主要是NXOY化合物；同時還要散發(fā)出熱量。襯砌縫隙滲透(shèntòu)出某些地下天然氣體和濕氣，維修人員在工作時不斷呼出CO2。有害氣體中，CO和NXOY是最主要的。共一百一十四頁鐵路(tiělù)隧道的空氣質(zhì)量標準共一百一十四頁2、鐵路(tiělù)隧道的通風方式通風(tōngfēng)方式：自然通風機械通風共一百一十四頁2.1自然通風概念：

利用列車通過隧道時產(chǎn)生的活塞風和自然風或溫度差、氣壓差等引起的空氣流動，將隧道內(nèi)有害氣體和熱量排出隧道外的通風方式。適用：由于各種自然因素的影響和列車通過隧道的活塞作用，引起隧道的自然風流動．將新鮮空氣吸入洞內(nèi)；同時將有害氣體排出洞外，實現(xiàn)隧道的自然通風。一般長度在1.5km－2.0km的單線鐵路隧道，依靠這種自然通鳳，基本上可以達到規(guī)定(guīdìng)要求。共一百一十四頁2.2機械(jīxiè)通風概念：在自然通風不能滿足要求時，設置一系列通風機誡，送入或吸出空氣(kōngqì)來達到通風的目的。共一百一十四頁隧道設置機械通風，應根據(jù)牽引(qiānyǐn)種類、隧道長度、隧道平面與縱斷面、道床類型、行車速度和密度、氣象條件及兩端洞口地形條件等因素綜合考慮確定，并應符合下列規(guī)定：1、內(nèi)燃機車牽引，長度在2km以上的單線隧道，宜設置機械通風；2、電力機車牽引，長度在8km以上的單線隧道，宜設置機械通風進行換氣(行車密度較低、自然風條件較好時，可適當加長長度）3、內(nèi)燃機車牽引的雙線隧道當隧道長度L（km）X行車密度N（對/d）＜100時下應設置機械通風;4、雖不符合上述條件，但自然通風條件不良．難以在規(guī)定時間內(nèi)達到容許衛(wèi)生標推時，亦宜考慮設置機械通風。共一百一十四頁3、鐵路隧道(suìdào)的通風方式的選擇在作通風(tōngfēng)設計時，首先要判斷利用自然通風(tōngfēng)的可能性。在自然通鳳不足以完成通風(tōngfēng)任務時，才確定采用機械通風(tōngfēng)。利用自然通風的隧道，一般不需要專設建筑物。最多是設法把洞內(nèi)襯砌表面弄得更平整光猾一些．以減少對風流壓頭的損失。采用機械通鳳的隧道，則需增設通風系統(tǒng)的建筑物。實踐經(jīng)驗指出：單線隧道，當用內(nèi)燃機車牽引時，2km以上和用電力機車牽引時，8km以上的隧道，都應設置機械通風。

共一百一十四頁隧道機械通風方案，應根據(jù)技術(shù)、經(jīng)濟條件，考慮安全、效果等因素，綜合比較確定。一般情況應采用縱向式通風。隧道較長時，可采用分段通風。機械通風方式，當采用軸流風機時，可選用洞口風道式、斜井式、豎井式等；當采用射流風機時，可選用縱向布置風機接力式通風，或在洞口同一斷面布置風機集中式通風；也可采用射流風機和軸流風機相結(jié)合的通風方式。隧道運營通風應充分利用斜井、堅井、橫洞等輔助坑道，其設置的位置(wèizhi)穹斷面尺寸，應結(jié)合運營通風的要求．統(tǒng)一考慮確定。通風機供給的隧道內(nèi)風速不應大于8m/s.共一百一十四頁共一百一十四頁共一百一十四頁4、鐵