浅谈公路隧道常见通风方式

摘要:随着隧道修建长度的不断增长,隧道内有害污染物的排除越来越引起工程界重视,研究隧道通风方式是目前亟待解决的问题。文章就隧道的常见的通风方式进行了介绍,并比较各种通风方式的优缺点。

关键词:自然通风纵向式通风半横向式通风横向式通风

中图分类号: TU74 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2010) 08-018-01

隧道内良好的空气状态是行车安全的必要条件,通风是为了把隧道内的有害气体或污染物质的浓度降至允许浓度以下,以保证汽车行驶的安全性和舒适性,同时有利于隧道内的维修、养护人员的身体健康。隧道通风方式很多,选择时考虑的最主要因素是隧道长度和交通条件,同时还要考虑气象、环境、地形以及地质等条件,从而选择既有效又经济的通风方式。

1隧道常见的通风方式

1.1自然通风

所谓自然通风,是不用风机设备、全部依靠汽车的活塞作用与自然风的作用,将有害气体和烟尘从隧道内排出。若隧道的自然风向与汽车行驶方向相同,自然风是助力作用,排除有害气体的的时间较快;若自然风向与汽车行驶方向相反时,自然风起阻力作用,排除隧道内有害气体需时较长。

自然风对单向交通的影响较小,一般可根据掌握的气象资料,通过计算评价自然通风的效果;但对于双向交通的隧道较为复杂,自然通风对部分行驶的汽车是助力作用,而对另部分汽车则起阻力作用,两部分汽车的比例较难确定,再加上自然风的不稳定性更使自然通风复杂化,因此对双向交通的隧道除长度很短、或已知自然风较固定且风速较大时,一般不考虑自然通风的作用。

1.2纵向式通风

(1)射流式纵向式通风

纵向式通风是从一个洞口引进新鲜空气,通过另一个洞口排出污染空气的方式,或者说,隧道内空气流动方向与隧道纵轴方向一致。这种方式,空气污染程度,由入口向出口方向呈线性增加,入口处污染浓度最小,出口内侧污染浓度最大。

对向交通时,上下行的交通量比值不断变化,但气流又具有一定的惯性,为了避免交通量变化的影响,应考虑一定的备用系数,一般取为1.2。射流风机应安装当在限界以外,且喷出的气流对交通无不良影响。

(2)有竖井的的纵向式通风

纵向式通风是最简单的通风方式,当自然通风不满足时,用机械通风予以补充,是最经济的。但隧道过长就不经济,设置竖井就可以弥补这个缺点。因而,常常用竖井对长隧道进行分段。竖井通风方式多用于对向交通隧道。对向交通的隧道,竖井宜设置在隧道中间,多数情况下受地形条件限制,很难刚好在中间设置竖井,当竖井分割的两段不相等时,将会出现两端通风阻力不等,这就需要用射流通风机平衡两段压力,使其在竖井底部进风口处的负压达到需要的平衡状态,从而使两段的需风量满足要求。

(3)半横向式通风

半横向式通风的污染浓度基本接近一致,送入式半横向通风是半横向通风的常用形式,新鲜空气经送风管直接吹向汽车的排气孔高度附近,对空气直接稀释,这对后续车有利。污染空气是在隧道上不易扩散,经过两端洞门排出。

双向交通时,不论是送入式还是排出式,如果交通的强度相等,两洞口的气象条件也相同时,隧道内的风压分布为中央最大,当两洞口排出或送入等量的空气。在隧道中点,空气是静止的,风速为零,称为中性点。除这一点以外风速向两洞口呈线性增加。

单向交通时,送风式通风的中性点多半移至入口以外。排风式的中性点,则靠近出口,污染浓度与对向交通一样,中性点附近的污染浓度高。

(4)全横向式通风

全横向通风方式是设置送风道和排风道,隧道内基本不产生纵向流动的风,只有横向的风。对向交通时纵向风速大致为零,污染物浓度沿隧道基本上均匀;单向交通时,因为交通风的影响,在纵向会产生一定的风速。污染物浓度由入口至出口增加,一部分污染空气直接由出口排向,有时排风量占很大比例。

2各通风方式优缺点比较

2.1纵向式通风

单向交通时能利用活塞风作用,工程造价低,分期实施容易,运营费用低,但隧道内有害气体浓度不均匀,出洞口处浓度高,火灾时排烟不便。

2.2半横向式通风

隧道发生火灾时,送风机可逆转,能防止火灾蔓延。车道内有害气体的浓度较均匀,只需一个风道,工程投资低。理论上讲在隧道中心线位置处有一个中性面,而在实际中的交通状态是不断变化的,在隧道中部形成一个中性带,这一带的通风效果要比别处差,分期实施难。

2.3全横向式通风

通风气流在隧道内横向流动,通风效果好,安全性强,隧道内发生火灾时能及时地排烟。但隧道内须设置两个风道,占用隧道面积,工程造价高,运营费用高。

3结论

隧道通风是长大隧道建设中需认真研究重要问题。本文论述了隧道常见通风方式及其优缺点,小节如下:

(1)在隧道运营通风方案比选时 , 应从工程费用、维修管理费用上进行经济比较。不应局限于成本,而应包括通风质量在内的综合性比较,综合考虑工程建设费用及运营费用。

(2)国内近十年来建设的许多长大隧道 ,如中梁山隧道、潭峪沟隧道、雪峰山隧道等,均采用了纵向或分段纵向通风方式,采用纵向或分段纵向通风方式已成为大家的共识。

参考文献:

[1]吕康成.公路隧道运营管理[M]北京:人民交通出版社,2006.

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