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1、公路2006年5月第5期HIGHWAYMay12006No15文章编号:0451-0712(2006)05-0223-05中图分类号:U45315文献标识码:B公路隧道通风设计若干问题探讨吕康成,伍毅敏(长安大学公路学院西安市710064)摘要:长大公路隧道的通风系统工程造价高、运营能耗大,通风系统设计合理与否,对长大隧道工程建设有重要影响。现行的《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ02611-1999)在隧道自然风阻力计算、根据稀释烟雾计算隧道需风量、竖井送排式通风系统中“不应有短道回流”等方面存在一定问题。在分析论证的基础上提出:(1)隧道自然风阻力应由自然风等效压差确定,在缺少工程实
2、地观测资料的情况下,假定隧道自然风阻力为常量,并在10～30Pa之间取值;(2)依据稀释烟雾计算隧道需风量时,在公式中应引入烟雾的质量浓度或烟雾的体积浓度,并用其替代公式中的一般烟雾浓度;(3)竖井送排式通风系统中宜变短道顺流为有控制的回流。关键词:公路隧道;通风;自然风;烟雾浓度;短道回流随着我国公路建设的快速发展,公路隧道越建(以下简称《规范》)是隧道通风设计的依据,其中越多,越建越长,长度超过3000m的特长公路隧道还给出若干设计计算示例,对我国公路隧道通风设大量出现。由于稀释长大公路隧道内的有害气体比计影响很大。笔者认为上述规范中的一些公式与结较困难,所以长大公路隧道建设中面临的首
3、要问题论存在问题,它们对长大隧道通风系统的经济性与便是隧道的通风问题。复杂的长大隧道通风系统不可靠性的影响尤为突出。本文拟就有关问题进行仅使隧道工程造价急剧增加,而且隧道运营费用也讨论。大幅上升。日本的惠那山二线隧道(L=8625m)采用了静电集尘器与竖井送排风相结合的通风方1自然风对隧道通风的影响问题式,以隧道通风为主的安全服务设施的工程造价占111隧道两洞口等效压差隧道总造价的60%;我国在建的秦岭终南山特长公自然状态下隧道内产生的风流称为隧道自然路隧道(L=18020m),仅通风竖井就有3座,其风。隧道自然风由隧道外的自然风和隧道内外的温通风设施的规模在国际上也名列前茅,耗资巨大,度
4、差引起。设某单向坡隧道长度为L,两洞口的高差其运营期的通风费用亦相当可观。所以,在全国倡导为H,见图1所示,洞外的自然风和洞内自然风的方节约型社会的背景下,认真搞好长大隧道的通风设向由左向右流动,根据流体力学的能量方程,可以建计对公路建设的可持续发展具有重要意义。现行的立自然条件下隧道的各种压差与隧道阻力之间的平《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ02611-1999)衡方程:收稿日期:2005-11-10参考文献:[J]1公路,2005,(10)1[1]周则天1四连拱大跨度浅埋隧道的设计[J]1世界隧[5]姚振凯,黄运平,彭立敏1公路连拱隧道工程技术道,1999,(1)1[M]1北京:人
5、民交通出版社,20051[2]翟朝晖1连拱隧道新施工方法浅谈[J]1西部探矿工[6]李俊,李泳伸,王志杰,贾刘强1双联拱隧道开挖技术程,2003,(6)1探讨[J]1现代隧道技术,2003,(4)1[3]林刚,何川1连拱公路隧道施工方法模型试验研究[7]柯小华,乔春江,梁巍1马鞍山隧道施工图设计[Z]1[J].现代隧道技术,2003,(6)120041[4]林兴镨,张士杰1单导洞方案在骨塘连体隧道的应用[8]JTGD70-2004,公路隧道设计规范[S]1©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsres
6、erved.http://www.cnki.net—224—公路2006年第5期1取值(表略);Dr为隧道断面当量直径(m)。”其中的“Tn为自然风作用引起的洞内风速(mös),可取2mös～3mös”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$Pm由两部分组成:(1)两洞口2QtTa的大气超静压差$P;(2)洞外的气流的动压。该2图1自然风等效压差推导简图等效压差$Pm在隧道内引起的洞内自然风风速由22式(4)计算:QtTaLQtTn$P++(Qa-Qt)gH=Kr+Fe+112Dr2$Pm22·(
7、1)Tn=LQt(4)Kr+Fe+12Dr式中:$P为两洞口的超静压差,Nöm;Ta为流在式(4)中,对于车道数相同的隧道,它们的Kr、向隧道的洞外风速,mös;Tn为隧道内的自然风速,3Fe、Qt和Dr变化不大,可以认为这几个参数在不同隧mös;Qt为洞内空气的密度,kgöm;Qa为洞外空气的3道间保持不变。在这种情况下,由式(4)可知,vn除密度,kgöm;g为重力加速度;H为两洞口的高差;了与等效压差$Pm有关外,
