JTJ 026.1-1999(条文说明) 公路隧道通风照明设计规范.pdf

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1、附件公路隧道通风照明设计规范JTJ 026.1-1999 条文说明1总则1.0.1 随着高等级公路的发展，公路隧道的建设规模日益扩大，隧道越来越长，机械通风必不可少，其技术也更为复杂，因此需要针对不同的通风方式制定造宜的统一设计规范。同时，从交通安全考虑，公路隧道需要照明，亦应针对隧道等级和洞内区段的不同情况制定设计规范。在对公路隧道通风与照明设施进行规划、设计、安装和营运时，应充分理解本规范的主要宗旨，综合考虑，并以本规范为依据作出适当的判断。1.0.2 本规范是以两车道山岭隧道为主要对象来编制的。对于三车道隧道或盾构隧道、沉管隧道等不同断面形式的隧道，其通风照明的技术思路与前者基本一致，因

2、此同样也适用本规范。当路线特性、隧道规模、交通条件、位置条件等与普通情况有很大差异时，应根据实际情况在遵循本规范要求的原则下进行特别技术探讨。1.0.3 本条提出的高峰小时交通量是指第30位小时交通量，高峰小时交通量与年平均昼夜交通量的比率分别为山岭重丘区隧道14%、平原微丘区隧道12%、城镇隧道9%。通风照明所采用的计算行车速度为洞内线形计算行车速度。1.0.4、1.0.5为了防止行驶中的汽车排出废气造成隧道内空气污染，公路隧道内必须通风。短隧道或部分中隧道靠自然通风便满足要求，而在长隧道且交通量大的隧道中，必须安装机械通风设施。通风规划是隧道总体规划的重要组成部分，它与隧道断面、路线选择等

3、基本规划密切相关。它不仅仅是单独讨论通风的经济性和机械设备，而是从更广义的立场讨论它与隧道交通方式(单73 洞双向交通或双洞单向交通的形式)、防灾计划(指火灾或交通事故发生时应急用设施)等的相互关系:当隧道很长且交通量大因而需设坚井实现分段通风时，通风规划更要与隧道结构、地质、地形、平纵线形以及隧道总造价等进行综合分析，不可单独讨论。这里所说的通风方式是指机械通风方式，他们有全横向方式、半横向方式、纵向方式，在纵向方式中又有单纯射流风机、竖(斜)井与射流风机组合方式等。照明方式是指灯具安装位置，般有中央布置、单侧布置和两侧布置三种方式。另外，近年来国内外开始采用逆光照明方式，在做照明规划时也可

4、以考虑采用逆光照明。1.0.6 四车道或六车道以上的公路为分隔单向交通，由于工程投资巨大或近期交通量较小等原因，其间隧道段可一次设计分期修建，在满足近期交通量要求的年限内隧道为单洞双向交通，当不能满足交通量需求时应建设开通旁边隧道，形成双洞单向交通，这时，应在期工程中按设计要求预留好与二期工程通风设施的连接位置和接口等，做好有关衔接工作。何时开通二期工程应充分考虑交通量的增长情况，尽早形成总体设计要求的最终通风状态。在近期交通量较小的情况下，不宜将按远期交通量设计的通风设施一次性全部安装到位，一般可按两期安装，但必须一次设计完成，预留好相应的位置、接口等。1.0.7、1.0.8通常情况按该两条

5、要求的顺序实施通风与照明设计，各工序相互关联，必要时应返回到前面已进行过的工序上。例如特长隧道，如果初拟的通风方案中出现很深的通风竖井，且地质状况又极差，结果导致工程困难或工程造价很大，这时应重新比选其他隧道路线方案，确定综合效益更好的隧道位置。1.0.10 隧道段是隐蔽交通，其行车环境和安全比普通线路段差，所以必须高度重视环境和安全，尤其是特长隧道或长隧道，应对火灾等工况条件下的通风状态作出评价，并制定有效的应急74 措施。1.0.11 当对隧道洞口或竖井出口附近的空气清洁度有严格要求时，应对隧道内排出的污染空气浓度和扩散范围作出评价和处治措施。1.0.12 条文中所指的有关标准、规范主要有

6、:1 公路工程技术标准(JTJ 001); 2 公路隧道设计规范(JTJ 026); 3 公路隧道施工技术规范(TJ 042); 4 公路工程质量检测评定标准(TJ 071); 5 电气装置安装工程施工及验收规范(GBJ 232)。75 3通风3.1调查3.1.1 1 交通量历时变化包括随小时、星期、季节和年的变化情况，尤其交通量逐年变化情况，是进行通风规划分期实施的主要依据。对难以区分的大型载货车和客车，是指在许多情况下计算交通量时，只区分客车、货车、大型车、小型车，而不能区别其发动机的种类，因而为保证安全，常把大型货车和客车视为柴油车。2 冻害调查对山岭隧道通风竖井(或斜井)规划设计尤为重

7、要，气温、气压、温度等是通风计算和设备选型的重要参数。3 洞口、竖井(或斜井)口附近的地形、重要建筑分布及居民分布，可能成为通风规划的制约因素，必须认真收集调查有关资料。3. 1.2 应通过对其他各条件相似的已建隧道营运情况调查或实测，对通风噪声、废气排放等的不良影响进行分析并作出初步评价，其中，风机噪声问题应与交通噪声综合起来进行预测分析。3.2通凤方式3.2.1 本条提出的两个公式分别为判断双向交通隧道和单向交通隧道是否需要机械通风的经验公式，只能作为初步判定，是否设置风机还应考虑公路等级、隧道断面、长度、纵坡、交通条件及自然条件等因素，进行综合分析，并经计算确定。3.2.2 根据隧道的条

8、件，将各种方式组合，可作出更合理的组合通风方式。鉴于我国这类通风方式实例和经验不多，暂不列出。目前，采用射流风机作为辅助通风手段的纵向通风方式越来越多。76 不同交通状况下主要通风方式的基本特点如表1、表2所示，表中所示各通风方式的适用长度是指一般情况下的参考值，不是限制值，具体设计时应综合分析。表1备主要通凤方式的特点(单向交通隧道)通风方式纵向式基本特征通风风流沿隧道纵向流动代表形式射流风机式洞rl集中送集中排出式紧井送排式入式形式特征由射流风机群Il喷流送风洞口两端进风、民1喷流送l.升压升压中音集中抽风升巨射流风机器草t叫乒三A挺二飞通风系统略图生主.- - -. 隧道内压j.咽民:.

9、j|卜寸KJ 十飞J飞1隧道风速，H r=u=1 仁二2寸UJ二二P-j仁二才叫平:1浓度分布适用长度2500m左右2500m左右2000m左右不受限制活塞风利用很好很好部分较好很好洞内环境噪声较大口部噪声较大噪声较小噪声较小火灾处理排烟不便排烟不便排烟较方便排烟较方便般工程造价低一般A般一般特管理与维护不便方便方便方便征分期实施易J干J易不易不易技术难度不难4般-般稍难营运费低一般4般一般洞r:l环保不利不利有利_-般基本特征由隧道通风道送风或排风，L臼洞口洽隧分别设有送排道纵向排风或抽风风道，通风风流代表形式送风半横向式排风半横向式在隧道内作横向形式特征由送风道送风由排风道排风流动通风系统

10、略图k:.d 卡、:卡;二、ElIi!二 矗巳!:i 飞1III11111t隧迫内压品/一寸长=4+B 隧道风速 浓度分布c:-F -, 仁-J均c;:-:=-一I77 续上表通风方式半横向式全横向式适用*度3000m左右3侃)()m左右不受限制活塞风利用较好不好不好洞内环绕噪声小噪声小噪声小火灾处理排烟方便排烟方便能有效排烟般工程造价校高较离高特管理与维护一般一般一般征分期实施难难难技术难度稍难稍难难营运费较高较高高洞口环保一般有利有利襄2备主要通凤方式的特点(双向交通隧道)通风方式纵向式基本特征通风风流沿隧道纵向流动代表形式射流风机式洞口集中送人式集中排出式形式特征由射流风机群升压由喷流送

11、风升压洞口两端进风中都集中抽风刷刷刷乌i叫尘通风系统略图z ._. - =-. 隧道内压h p二|+斗隧道风速aJ 1.-1 喃自-.J浓度分布仁二P寸怀二P卡月斗适用长度15m左右1500m左右3000m左右活塞风利用不好不好不好洞内环境噪声较大口部噪声较大噪声较小火灾处理排烟不便排烟不便排烟较方便般工程造价低一般一般特管理与维护不便方便方便征分期实施易不易不易技术难度不难一般一般营运费低一般一般洞口环保不利不利有利78 续上表通风方式半横向式全横向式基本特征由隧道通风道送风或排风，由洞口沿隧道纵向排风或抽风分别设有送排风道，通风风流在隧代表形式送风半横向式排风半横向式道内作攒向流动形式特征

12、由送风道送风由排风道排风通风系统略图仨?仨斗r ;J 量生 -量矗主 r川盯I了|埠z:隧道内压隧道风速、，-浓度分布c一才q适用长度3000m左右3000m左右不受限制活塞凤利用不好不好不好洞内环境噪声小噪声小噪声小火灾处理排烟较方便排烟较方便排烟方便般工程造价较高较高高特管理与维护一般一般一般征分期实施难难难技术难度稍难稍难难营运费较高较高高洞口环保一般有利有利在选择通风方式时应考虑本条第3款所提出的8个因素进行全面比较，综合判断。3.2.3单向交通隧道设计风速借鉴挪威公路隧道设计准则(1990版)取值，比日本等国的限制风速小，主要是从行车安全出发，特殊情况可放宽至12m/s，但必须进行技

13、术、经济综合分析和论证。双向交通和人车棍合通行的隧道设计风速借鉴日本公路隧道通风技术基准(1985版)和PIARC(1995)取值。人车混合通行的隧道是指设有专用人行道的隧道。79 3.3 污染空气的稀释标准3.3.1 隧道的通风，是一项环境保护工程，包括隧道内环境的保护和隧道外环境的保护，但公路隧道一般地处野外，故以隧道内环境的保护为重点。通风的主要对象限于)、烟雾和空气中的异味。故在本规泡中，氨氧化物不作考虑对象。这点是与PIARC (1983)报告和日本现行规范公路隧道通风技术基准( 1985版)是一致的。对进行稀释的日的是保证卫生条件;对烟雾进行稀释的日的是保证行车安全;对异味进行稀释

14、的目的是提高隧道内行车的舒适性。在公路隧道中，汽车排放出来的废气中有害物质很多，包括、NOx、Pb、元、SC)Z、H.CHO和烟雾等。其中，co对人体健康的影响比较突出，且将其稀释至无害于人体健康的需风量常是最多的，故通风设计时以将其浓度控制在一定的安全限度内，作为主要的设计指标之一，即co的设计浓度。)之所以有害于人体健康，乃因其与血液中的血红蛋白Hb结合成CO-Hb的结合力特强，达三百倍于氧气与血红蛋白结合成乌-Hb的结合力。一旦进入人体过多，氧气在血液中的输送量就不足。CO-Hb饱和度(即CO-Hb取代C)z-Hb的百分率)超过10%后，就会引起程度不同的症状:饱和度为10%20%时，将

15、会引起轻度头痛;饱和度达到20%-30%时，将引起剧烈头痛。如图1所示。尽管CO-Hb饱和度达到10%时，只会引起轻度的头痛，且返回正常空气中后，能全消除且不留后遗症，但有些国家(如荷兰)仍规定不能超越CO设计浓度一经历时间曲线，确保在乘车过隧道状态下，)-Hb饱和度不超过5%，以备留100%的保险余地。如图2所示。世界上第一条设置机械通风系统的公路隧道，是1927年通车的美国纽约霍兰(Holland)隧道。当时采用的co设计浓度是400ppm。虽然当时没有明确相应的最大允许经历时间，但一般80 4 1.300 罢2创举 1 跚跚跚唰翩翩俐跚TIt E I飞飞藏死飞飞飞、|飞队、比血显昏遗飞、

16、比眩晕呕吐 ,_ 同k陪衬 户、k F、轻度头痛、牛、无症状56789N 坐步享行|l l2|3|4i s I i I 1 L I I 3 I一劳动504 404 304 22 罢1但8击70 50 40 30 104 图1May氏曲线允许-Hb饱和度为拥l T (经历时间)(min) 图2CO设计浓度一经历时间曲线隧道的过隧经历时间实际上都只有几分钟，因此400ppm所代表的卫生水平是远远超过图2所示5%-Hb饱和度限值要求的。隧道通风的这一设计标准，一直沿用到20世纪40年代。其后，随着柴油车的日渐发展，而一时又没有稀释烟雾的通风标准，有些国家为了保证充分的能见度，将设计浓度降低到250p

17、pm81 (事故时仍用400ppm)，以增加风量，解决烟雾问题。自此设计浓度不再是真正的卫生标准，而变为行车安全标准。1975年PIARC隧道技术委员会在日本、法国等国家的研究基础上，提出了一牵稀释柴油车烟雾的计算方法后，设计浓度不必再充作行车安全标准。可是此后设计浓度并没有复原到本来卫生标准要求的水平。它又被赋以新的目的内涵，即稀释空气中的异味，把隧道使用时的舒适性提高到更高的标准一一无异味(创ourfr四)(见PIARC十八届大会隧道技术委员会报告)。因此设计浓度非但没有从250ppm回复到400ppm，反而进一步降至150ppm，甚至100ppm。自此设计浓度已完全脱离卫生标准本来涵义，

18、变成了舒适性标准。这种以稀释的名义，去稀释空气中的异味;以卫生标准的名义，去满足舒适性要求的办法不可取。(美国仍明确规定，作为卫生标准应为400ppm/15min或200ppm/30min。见PIARC(1983)报告)。本规范以保证卫生条件为稀释的目的，保证行车安全为稀释烟雾的目的，提高隧道内行车舒适性为稀释空气中异昧的目的。目的不同，处理途径亦不同。关于火灾时排烟问题，本规范只作了原则性要求。由于各国规范(如日本、PIARC等规范)均无明确规定，而我国尚未进行自己的有关实验，故本规范未规定很具体的要求。3.3.2 设计浓度本条各款均以较简便的方式，尽量反映May氏实验所得结论:浓度一经历时

19、间一活动状态，三者密切相关。1 本款以隧道长度反映经历时间，比较简便、合理。本条表3.3.2-1所列各值均与瑞士规范一致，没有脱离卫生标准太远。1994年至1996年间，我国有关单位组织了巨大的人力、物力，在按照我国现行公路隧道设计规范(JTJ 026-90)设计82 的中梁山隧道和婿云山隧道中进行了大量的现场实测。实测时，专门组成了交通量与车型组合完全符合原设计条件的车队，以设计车速通过该两隧道，进行通风实效的检验。结果在中梁山左线上坡隧道，所测风机全部运行时，co浓度平均值仅为42ppm单向交通)与68ppm(双向交通)，为设计规定值150ppm的28%与45%。大量现场实测数据充分说明设

20、计所依据的原规范规定(CO设计浓度为150ppm)，离开真正的卫生标准相当远。由于本规范对设计浓度只作保证卫生条件的目的要求，故以工程实践和实测数据为依据，参照瑞士规范作了修正。在纵向通风系统中，浓度呈三角形分布，过隧道人员只在经过隧道出口或其他排风口的很短时间内，才经受最大的点浓度。因此设计时不必按全隧道的平均浓度而按点浓度或最大计算浓度来计算需风量。这在PIARC十五届大会(1975)报告、PIARC十六届大会(1979)报告、挪威公路隧道设计准则(1990版)和日本公路隧道通风技术基准(1985版)中均有指出。2 交通阻滞时的平均车速采用PIARC建议的lOkm宿。在日本，由于小客车含率

21、较高，当车速降至平均17kmlh- 18km/ h，即视作交通阻滞。我国各公路的交通组成中，货车含率较高，故采用了PIARC的建议。在公路隧道中，长度在lkm以上的通常均有交通监控设施，且在野外公路隧道中发生lkm以上的交通阻滞概率较低(这与城市隧道不同)。因此通风设计应考虑交通监控系统的功能，不必考虑lkm以上的交通阻滞，否则过量的通风设施必定长期(甚至永远)闲置，显然是浪费。PIARC(1995)报告中亦指出了这点。3 人车混合通行的隧道，在高等级公路中应予禁止。除非人行道(包括检修道)高出车道路面80cm以上，否则对人、车都易产生车祸伤害(在欧洲低人行道是严禁的，在日本则采用高出地面1m

22、的做法)。我国在低等级公路隧道中，人车混行比较83 多，故根据被度一经历时间一活动状态三者间关系，提出本款的规定。3.3.3 烟雾设计浓度烟雾设计浓度不但与车速(要求视距)有关，而且与亮度(或照度)、光源有关(见表3)。日本照明专家曾于大量测试后得图3所示的烟雾浓度(透过率)、车速、照度和光源四者之间关系。萤光灯寻￥萨卡占严民铲/ / lL / 50 1/ v v v y s-LHM霄祺剿销灯u轩h各盘J i匠J i r-/V 1L 卡-口ITrrTT=rJ10(1985版)所定q=0.007m3辆km。但较我国公路隧道设计规范T026-90)所列举的北京B212型轿车的q=1.955 xO.

23、()176=0.0344m3冯两.km，降低了71%。车型系数1m除柴油车定为1.0(与PIARC及日本现行规范一致)外，余均参照中国汽车大全和汽车使用、维修大全中典型车型:旅行车三峰牌T620B型车，10座，满载2.38t，油花14L/100km。金杯牌SY622B型车，10座，满载2.47t，最大油耗12L/I00kmo轻型货车北京牌B1041，型车，满载4.11t，油花13.8L/100km。88 金杯牌SY132C型车，满载3.89t，油耗14L/100km。中型货车东风牌EQI090E型车，满载9.29t，油耗26.5L/100km。解放牌CA1091型车，满载9.31t，油耗26L

24、Il00kmo 大型客车东风牌GZ660型车，51座，满载9.4t，油耗28L/100km。太湖牌XQ641型车，37座，满载10t，油耗29L/100km。纵坡一车速系数fiv有两种提法，一种是fi与fv分为不同的两组;另种是合二为一，称为fivo本规范采用后者。本条文内容主要参照日本现行规范与PIARC报告。日本规范比较简单，取fiv=1.0 0 PIRAC历届报告均略有调整，但幅度不大。本规范以PlRAC(1987)报告及(1991 )报告推荐值为基础，作了综合、调整和简化处理(见表7和表8)，以便于使用。褒7PIARC (1987)的儿i (%) -4 -3 -2 。2 3 4 v(k

25、mlh) 久0.87 0.9 0.93 0.97 1.0 1. 05 1. 1 1. 15 1. 2 100 1. 2 1. 04 1.08 1. 11 1. 16 1. 2 1. 26 1. 32 1. 38 1. 44 80 1. 1 0.957 0.99 1.023 1.067 1. 1 1.155 1. 21 1. 265 1. 32 70 1.05 0.914 0.945 0.977 1.019 1.05 1.103 1.155 1.208 1.26 60 1.0 0.87 0.9 0.93 0.97 1. 0 1. 05 1. 1 1.15 1. 2 50 0.95 0.825 0

26、.855 0.884 0.922 0.95 0.998 1.045 1. 093 1. 14 40 0.9 0.783 0.81 0.837 0.873 0.9 0.945 0.99 1.035 1. 08 30 0.85 0.74 0.765 0.79 0.825 0.85 0.893 0.935 0.978 1. 02 20 0.8 0.696 0.72 0.744 0.776 0.8 0.84 0.88 0.92 0.96 10 0.7 0.609 0.63 0.651 0.679 0.7 0.735 0.77 0.805 0.84 89 襄8PIARC (1991)的110i (%)

27、-4 一3-2 。2 3 4 v(kmlh) I 1. 0 1. 0 1.0 1. 0 1. 0 1. 08 1. 15 1. 23 1.3 100 1. 4 1. 4 1. 4 1. 4 1. 4 1. 4 1. 51 1. 61 1.72 1. 82 80 1. 12 1. 12 1. 12 1. 12 1. 12 1. 12 1. 21 1.29 1.38 1.46 70 1.06 1. 06 1.06 1. 06 1. 06 1. 06 1. 14 1. 22 1.3 1. 38 60 1. 0 1. 0 1.0 1. 0 1. 0 1.0 1.08 1. 15 1.23 1. 3 S

28、O 0.96 0.96 0.96 0.96 0.96 0.96 1.04 1. 1 1. 18 1. 25 40 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 0.98 1. 0S 1. 12 1. 18 30 0.87 0.87 0.87 0.87 0.87 0.87 0.94 1.0 1.07 1. 13 20 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.9 0.95 1.02 1. 08 L_!_Q_ 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.86 0.92 0.98 1.04 国际上现有两种海拔高度系数fhO第一种既考虑在高海拔地区，汽车发动

29、机效率降低，有害气体排放量增加的影响，又考虑海拔高处空气稀薄，风机工作风量有所增加的影响。实质上是排放量修正系数和需风量修正系数两者的乘积，故fh数值较大。PIARC历届报告推荐用的fh属这一种。第二种是只考虑排放量的增大，需风量的增大另做计算(见本规范第3.4.3条)，故数值较小。如图6所示，瑞士、美国等国家所用的属第二种，且数值完全一致。美国lorado州公路局曾于1964年和1965年会同lrl、!i去满足条件。Q s = Q rI - Q e = 396一340=56m3/s 。一56Vr.=-;-s=一一一=0.85m/sAr 66.04 即短道内气流存在低速流动。3 隧道内所需压力

30、t.p隧道内所需压力，1p应为I段和11段所需压力之和，即A= ,1Pr -，1，t + ，1m = (,1Prl +，1r2)(，1p tI + ,1p t2) +，1m 计算通风阻抗力Ar时，对于I段，出口流量损失为零;对于11段，人口流量损失为零，并考虑竖井分叉损失，取分叉损失系数C分叉=0.280计算汽车交通力，1Pt时，考虑不利情况，偏于安全，取Vt= 50kmlh = 13. 89m/s。计算自然风阻力，1Pm时，送风口损失系数取C合流=0.7，自然风引起的洞内风速取Vn= 1.5m/s。t.PrI = ( 入口+At)-f讨1十C分叉子uil/ _ , , _，. 2000 .

31、，. ， = I 0.28 + 0 . 6 + 0 . 0255 x一一IXO.6X6.0 ._ . .-8.25J = 155.6 NIJ口l,1Pr2 = ( 1 + ).主)i住+，合流-fu主119 1. _ _. _ J2100.;1 , J .? = I 1 + 0 . 7 + 0 .0255 x 一I xO.6X6. 3 V V. V_JJ 8.25 J = 199.0 N/m2 年tl=去fn1 (叫一Vrl)2 3.43 , r_ 1850x200o . J ,/ .,. 11. ,. I? =一一一一0.6 (13.89-6.oy 66.04 V 3600 x 13.89

32、= 122.0N/m2 仇=安fn2(Ut-m)23.43 , r 1850x210o . / ,/ -11,., nn ./ ? =一一x0.6 x .:ru;:;:，:J，.:v:t x (1 3.89 -6.3)2. 66.04 . . V V 3600 x 13 . 89 = 118.5N/m2 .pm = (1 + s人口+S合流+S分叉十A主)1 v; 1. . _ , . _ _ . _ .r. _ IVI.I.; 411 =11+0.6十0.7+0.28+0.但55x一一I XO.6x 1.52 . V.V v. , . V.I.JJ v.v-.r_ 8.25 J =21.0

33、N/rif 隧道内所需压力A即为.p = 155.6十199.0-122.0118.5+21.0=135.1 N/m2 年b+ .Pe= 148.22 N/nl年r-.Pt 十年m= 135.1 N/nl 故满足压力条件。4 送风口与排风口断面积、短道长度根据国外工程经验，送风口断面积宜取Ab=12m2左右，排风口断面积不得大于隧道正洞断面积。由前面的计算结果可得Qb 360 . ? Qe 340 r _ ? =二旦=一一=12.8m;A=一一=一:!=56.7mi.Vb =2g=lL, .m-; .fe=-;:=6=:o.fm-满足要求。短道长度从防止回流方面考虑，不得过短;从防止短道污染方

34、面考虑，不宜过长，再综合考虑其他因素(如土建结构、风压沿程损失等问题)，本例取短道长度ds= 56m，并取qVI= 120 2.5m2冯两.km，k =0.007, fiv= 1.3，则qo=1旦一=0.0992m3/s 3600k Q叫15= qO. N .ds. fiv=0.0992 x 1850 x 0.056 x 1.3 = 13.36m3 Is Qrrols 13.36 2=二旦L二一一一=0.24Qs 56 本例浓度分布如图19所示(本例计算忽略了短道内的浓度变化)。I 叮隧道进口隧道出口图19浓度分布简例4竖井送排式与射流风机组合通风方式1 隧道条件单向交通交通方向隧道长度L =

35、 3922m (LJ = 1972m, L2 = 隧道断面积断面当量直径设计交通量大型车混人率柴油车混入率计算行车速度需风量1950m) Ar=59.5m2 Dr=7.79m N= 1656辆Ihrl=70% (Am=4.08m2) rd=42% vt=60kmlh= 16.67m/s Qreq = 71.08m3/s (Q叫=339.91, QmiI=交50.17)自然风引起的洞内风速vn=1.0m/s 121 2 送、排风量、浓度、升压力及设计风速IQrl- Qrf(1, 由Qb=Qreq-Qrt+Qe，-.nQrreq，) Qe I. Ve Qe ? .Pe=2瓦.2-了一瓦)亏-url

36、Qe _ (kb Vbs ,. Qb 2 .Pb=2画2lua 一2+豆豆).言-va并取Vb= 28m/s, Ve = 6m/s，卢=00 (cos卢=1.0) , Kb= 1.0 , Ke=0.9，按表10所列计算(需分别列表进行试算)。表10升压力Ap.、APb的计算取Qe= 280m3/s) V,l 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 Q 297.5 327.2 357.0 386.8 416.5 446.3 pl2. v;, 15.佣18.15 21. 25.35 29 .4 33.75 velVrt 1. 20 1.09 1.0 0.92 0.86 0.80 Q.lQ

37、0.941 0.856 0.784 0.724 0.672 0.627 .c 一0.5935.039 10.703 16.343 21. 992 29.130 Qb 362.7 362 356.5 347.2 335.1 320.5 Q ,2 380.2 409.2 433.5 454 471.6 486.8 V,2 6.39 6.88 7.29 7.63 7.93 8.18 pl2.吨24.50 28 .40 31. 89 34.93 37.73 40.15 Vb/V,2 4.38 4.07 3.84 3.67 3.53 3.42 Qb/Q2 0.954 0.885 0.822 0.765

38、0.711 0.658 .b 155.85 148.54 139.56 130.13 120.23 109.80 .b + .e 155.26 153.58 150.26 146.47 142.22 138.93 通过分析可确定如下诸量:Qe=280.0m3/s; Qrl =357 .Om3 /S; Vrl =6.0m/s; Qb= 356 .48m3 /S; Qr2 = 433.48m3 /S; Vr2 = 7.29m/s。Ab十Ae= 139.56十10.70= 150.26N/m2 (送排风口提供的升压力), 旦旦!_ 3390.91 并验算:G= -一一一一=0.952 1470-14

39、8 970-咦因电机功率(kW)5.5-15 7.5-22 ll-:D 15-主718.5-45 l1-:D 噪声(耐A)68-75 66-75 68-75 6-75 6-75 68-75 A (rrm) 2剧31:D 主朋交朋44I 交朋B (rrm) 1215 1215 臼151515 1815 1515 C (rrm) 。118) 12ffl l及到1470 1740 D (rrm) 8xl 1116d时，可不设导流叶片，但弯头后出现偏流弯幽也也Id R30的折曲:连续折曲时，选择合适的tld和0角，可以减小损失，例如，0=30时I曲=3d为最好扩11:一什-卡 8=6-10时，损失最小

40、;. 0=60-70时，损失最大，此时径最好做成。=180的突变扩大应避免突然缩小;缩斗-十斗-+卡立0(TJ 023)第4.2.3条规定取1/600。日本新神户隧道工程设计取1/500。根据国外工程实践经验，本条文提出顶隔板的标准厚度一般不宜大于15cm，但应根据实际荷载和材料特性以及具体使用功能，经计算后确定。当隧道照明灯具嵌入顶隔板内布置或其他特殊情况时，顶隔板厚度可适当加大。3 当确定了通风方式和需风量后，就可以计算隧道主风道所负担的送风量或排风量。此时，如果增大一个通风区段的长度，其主风道断面积就会增大，从而造成建设费用增加，因此，应针对主风道分段数与主风道断面积之关系，结合隧道布局

41、条件、地形条件等要素进行风道经济性设计。经济性设计可按以下顺序进行:1)从风道分段数、风道断面坝、风道内风速以及连接风道等几者关系考虑，制订若干通风系统比较方案。2)在各比较方案的相应设计条件下，概略地计算所需风压，并初步确定风机规格和所需动力，分析各方案所采用的风机房型式和有关电气设备的各自特点，将此计算分析的结果作为确定通风系统建设费的主要参考资料。3)对各方案在营运期间发生的电力、维修等费用进行估计，并预测电力等费用的年递增率。4)对各方案相应的建设费(包括隧道主体结构、竖井、135 襄14主凤遭顶帽板方案比较简褒-hwAW 比较方案ALC饭PC板组合钢结构板吊跨板现S握握设条计图耳可向

42、向向内内f牛荷载条件材和尺寸(饭厚)施现罪丰工施工性!i 吉普性与其;干扰性功能民坦型:cm耐久性E耐久手由事否E|脱温、引理事起解的修护维养板体(部件)拆换养护美观极体形状工程费(万元)综合评价L一一主风道顶隔板、风机房、风机设备及有关电气设备等)和营运费(包括电力费、养护维修费等)进行经济比较。式中经济性方案比较可按下式进行计算:c=CB(1+r)Y+EICE(1+r)(Y-n) c一一总费用;CB一一工程建设费;r一一年利率;Y一一还贷年数;CE一一营运维持费(全年电力费)。3.7.3 送风孔与排风孔(1 5) 1、2当为山岭隧道(马蹄形断面)且全横向通风方式时，送风孔和排风孔可参照图2

43、4所示的位置布置。日囱24送风孔与排风孔的位置示例条文提出送风孔的位置标高宜与汽车尾排气管距路面高度大致相同，是为了尽快稀释汽车尾排气体，与排风孔形成空气交换。如果新鲜风从送风道直接吹入隧道，将会在隧道上部形成空气交换，存于隧道下部的污染风得不到交换，通风效果差;另一方面，吹人风速会因送风孔与轴流风机的距离近而大，距离远而小，形成风速不均匀。为了解决这一问题，如上图所示在送风道与送风孔之间设置引风道及调节孔，则吹人隧道的风速可以基本137 达到均匀程度。3 送排风孔的开度调节为了使新鲜空气均匀输送到隧道内，有必要对风孔的开度进行调节，为此本款提出开度调节的工作顺序。测试通风状态的方法有以下3种

44、:由风孔流速和开度断面帜计算其流量的方法测试点容易受偏流的影响，而且需要实测风孔的流量系数，其精度较低。一般不太采用这种方法。由风道内静压分布推算的方法风道内静压测试非常稳定，可以提高其测试精度。如果静压分布与计算值致，吹人流量或吸出流量就可视为是均匀的。采用这种方法时需要测试风道内壁面摩阻损失系数bO由风道内风速分布推算的方法风道内风速分布不一样，而且由于送风孔与主风流形成分叉流，排风孔与主风流形成合流，因此风速测试精度很难保证。另外，随着趋近风道末端，其风速变低，测试误差增大。然而，风速分布自风道始端朝末端呈直线减小，由此可大致了解吹人流量的均匀状态。国外许多工程实例表明，主要用静压推算的

45、方法对通风状态进行判定，同时用风速推算的方法进行验核。以下按风孔开度调节的顺序，对测试方法作一介绍。1)主风道内壁面摩阻损失系数如图25所示，以距风道始端约10Db处和再往末端方向100m处为测试点，对风道内的静压及风速进行测试。测试时关闭10Db+ 100m + 10Db区段中的所有风孔。此外，一般还应测试风道内空气温度和大气压。由此，摩阻损失系数b可按下式计算:-EK.豆豆b = (PSl一户S2) ;0 . . 一(1 6) L b Y ( VI + V + v 1 V2) 式中PSl 、psz一一两测点的平均静压(N/m2); 138 计。Lb一一两测点间的距离(m);g一一重力加速度

46、(m/s2); V1、V2一一两测点的平均风速(m/s); Db一一风道断面当量直径(m)。E切以|。，,P., 隧道10D. 组旦旦旦10D D2 tr-x_ 。图25测试点与风邃的关系测试仪器采用标准毕托管测速仪、倾斜压力计及棒式温度2)初次调节风孔开度由摩阻损失系数.b和送(排)风机设计风量可求出风道内静压分布，并通过计算初次(临时)设定风孔开度。当隧道风压分布计算结果在20N/m2以下时可以忽略瞠道风压。风孔开度设定时，当风道长1000m以下则取10个风孔为同一开度，当风道长1Om-2000m则取20个风孔为同一开度，以便于实际控制。初次调节风孔开度是在隧道无汽车行驶状态下进行的。3)

47、风道内静压分布及风速分布139 在临时设定风孔开度的状态下，再次对风道内静压及风速进行测试。测试仪器在横向设置于风道横断面中心，在纵向设置于同一开度风孔的中央风机位置，并距顶隔板上面50crn。毕托管测速仪一般用于测试风速4m/s(动压约为10N/m2) 以上的情况，当在风道末端附近风速非常小时，需要采用热线式风速仪测试。4)测试结果及其判定将测试结果用图表示，即得到风道长一静压分布关系曲线和风道长一风速分布关系曲线。要求实测值与其计算值的容许误差在土10%以内。如果不满足此条件，应反复调节风孔开度，并讨论其通风状态，直到满足此条件为止。5)设定风孔开度经过上述对测试结果的判定及反复调节后所设

48、定的风孔开度，就能保证隧道内在设计状态下的等风量分布(即吹入风量均匀)。需要说明的是，上述调试工作是在非设计状态(即隧道无行车或少行车的情况)下进行的，因此，所设定的风孔开度在设计状态下是偏于安全的。3.7.4 连接风道1 连接风道包括主风道与风机房之间的连接风道、隧道主洞与风机房之间的连接风道、竖井与风机房之间的连接风道等。2 连接风道断面积、长度和断面形状等的设计，应进行经济分析比较。3 连接风道内的风压损失由摩阻损失与风道形状变形(如弯曲、断面扩大与缩小、分叉、合流等)产生的局部损失两部分构成，不得缺漏。3.7.5 各类风道的压力损失风道壁面摩阻损失系数和风道变形损失系数的取值对压力损失的大小有着密切关系，应合理取值。当风道在短距离内连续出现变形(弯曲、折曲、突扩、突缩140 n