山地城市轨道交通隧道通风系统设计.

1、山地城市轨道交通隧道通风系统设计引言山地城市是指分布在山地、丘陵和崎岖不平的高原等地形地域的 城市，其城市形态、生态环境、气候特征与平原城市不同。我国在建 和己建轨道交通的山地城市有XXX、XXX、XXX、XXX,其中山城、雾 都XXX的建设规模最大，截至20XX年底，XXX市轨道交通运营线路 总里程为264.3km,除己开通的2号、3号线为单轨系统，其余1号、 5号、6号、20号线及后续在建线路均为地铁系统。XXX市轨道交通 环线工程（后文简称“环线）全长50.8km,共设28座地下车站、3 座高架车站、2座地面车站，其中地下段长度约45.8km,车站及区间 轨面埋深为-25-80m不等，采

2、用6节编组As型车辆。全线由江河 天堑（2次跨越长江，1次跨越嘉陵江）、高架区间、地面线区间、既 有预留工程分隔为4段地下隧道。木文将结合环线地下车站及区间隧 道特点，分析深埋车站隧道风机房布置、大断而暗挖区间通风量计算、 区间隧道与车站结合处的风机设置、区间通风及烟控模式等问题。1深埋暗挖车站隧道风机房布置与常规浅埋式明挖车站不同，山地城市轨道交通地下车站及区间 多采用暗挖法施工，具有埋深大、空间高、风道长的特点。以环线某 典型暗挖车站隧道风机房为例（图1）,车站轨面埋深约-35m0隧道 通风采用双活塞风井方案1,为减小暗挖风道的拱形断面尺寸，车站 两端隧道风机（TVF）风机房上、下层布置分

3、别对应上、下行线区间 隧道，通过中板的转换风阀实现风机的互为备用。对于设有存车线、 联络线、单渡线、折返线等配线的车站，车站隧道风机房及地面风井 应靠近区间侧设置（即配线与正线段之间）3,以避免上、下行线连 通处的气流短路。当配线长度较长时，应设置轨顶土建风道横向排烟。2大断面暗挖区间通风量计算根据地铁设计规范（GB50157-20XX）第28.4.12条、第28.4.15 条规定：“区间隧道火灾的排烟量，应按单洞区间隧道断而的排烟流 速不小于2m/s且高于计算的临界风速计算，但排烟流速不得大于 m/s； “列车阻塞在区间隧道时的送排风量，应按区间隧道断面风 速不小于2m/s计算，并应按控制列

4、车顶部最不利点的隧道温度低于 45囱校核确定，但风速不得大于llm/swo目前国内大部分城市的隧道 风机采用风量6070m3/s的可逆转轴流风机，经数值模拟计算及运 营隧道实际测试，事故时开启前后车站的隧道风机进行纵向通风，区 间风速可达到2.03.0m/s,且能够满足防止烟气回流的临界风速要 求4。木工程带配线地下车站的配线区段、单洞双线（设中隔墙）区 段，当采用明挖、暗挖、TBM盾构等不同工法时，隧道结构净面积在 30160m2不等（表1）。设计时通过压缩暗挖隧道而积、设置中隔 墙等措施，单洞单线隧道净通风而积可缩小至40m2以下，但若选用 常规风量风机，仍难以保证区间风速。木文采用SES

5、地铁环境模拟计 算软件进行数值分析，通过调整风机计算风量、启动台数（并联送、 排风）等措施，确定隧道风机选型风量为7783m3/so而针对正线 区间局部单洞双线、出入场线四线大断面等复朵断面情况，增加射流 风机（壁龛侧装），可满足事故工况下事故列车在线路最不利坡度的 风速要求。同时为保证数值模型的准确性，对于带联络线的区段，应 纳入相邻线路区间模型（图2）,正常运行及事故工况时需考虑其产 生的活塞风对木线隧道内气流的影响。3地面车站及洞口高架车站隧道通风由于线路纵向爬坡及山地城市地形因素，部分车站采用地面形式, 即站厅地而一层、站台地下一层,且站台中心里程距离洞口仅200m, 当启动TVF风机

6、时，靠近洞口的区间隧道阻力小、气流量大，隧道内 阻力不平衡造成另一侧区段风量偏小。为解决气流短路的问题，可在 TVF风机出口段设置喷嘴（图3 ）,通过提高送风气流流速，形成射流 送风，喷嘴的出口风速07m/s,以避免造成过大的阻力损失。同时为 保证地下区间及站台公共区的温度环境，仍需设置活塞通风及轨顶排 热系统，但可酌情考虑单活塞风井的方案5,以减少地而车站与周边 规划用地协调问题。同时由于线站位的设置，个别高架车站与区间隧 道洞口距离仅数十米甚至于紧贴洞口，正常运行时的活塞风废气、火 灾工况下列车烟气将直冲站台，给候车乘客造成二次危害。故需在洞 口设置机械/活塞风机房，对区间活塞风进行泄压，

7、并在事故工况时 启动TVF风机，将区间的烟气间接排出地而（图4）。4区间隧道通风及烟控模式城市轨道交通隧道区间通风主要分为日间运营、夜间停运、阻塞 工况、火灾工况等情况，具体运行模式如下。（1）日间正常运营时， 借助于列车活塞风对区间进行通风换气6。车站排热风机随列车空调 的开启而季节性启动，并根据区间温度、CO2浓度、室外干球温度和 列车行车对数进行变频调节。同时根据室内外温、湿度情况，充分利 用山地深层土壤“冬季蓄热、夏季蓄冷的特性，间歇通风以达到节能 运行，并保证地下区间的空气新鲜度。（2）夜间列车停运时，为保证 运营检修人员的工作环境，区间隧道风保持开启状态（车站活塞风阀 开启），车轨

8、区排热系统可关闭。可根据实际需求对检修区段上、下 行线隧道分别进行单向送风、单向排风、并联送风、并联排风及隔站 送排风等模式控制。（3）当列车阻塞在区间内，根据中控室指令进入 阻塞通风模式，分为单点阻塞及多点阻塞（多列车在不同区段连续阻 塞，通常发生在高峰时段），启动相应区段风机设备，向阻塞区段提 供新风，并保证该区段最高温度不超过45叫（4）当列车停在正线区 间隧道发生火灾，应根据中控室指令确定乘客疏散方向后启动相关排 烟控烟模式，控制烟流方向与乘客疏散方向相反，并应能防止烟气逆 流和进入相邻车站、区间2, 70当列车在车站配线区发生火灾，开 启火灾侧TVF风机、OTE风机及与之相连的配线排

9、烟风道和火灾侧轨 顶排热风道。考虑到深埋车站自然补风阻力较大，需开启公共区送风 系统对站厅机械补风。5联络线区间的防排烟设计本线为环线工程，分别与城市轨道交通4号、5号、10号线设有 联络线，长度50200m不等，且通常为两线换乘节点车站（L型、 平行换乘等），设计界面划分由后建线路负责联络线区段的土建、机 电系统设计。如前文所述，相邻线路区间活塞风对木线隧道内气流存 在扰动，尤其当正、负压力叠加时，故隧道通风计算时应予以考虑。 此外，当联络线连接的隧道区间发生火灾事故时，为避免烟气窜向相 邻线路，应开启联络线射流风机（若有）反向通风、抵御烟气，或通 过控制中心OCC联动联络线相邻车站的隧道风

10、机，使正常运行的区 间保持正压状态，也可确保事故隧道的排烟效果。6结论（1）由于山地地势、线站位选址的关系，山地城市地铁区间多 由地下段、地面段、高架段等组成，隧道通风系统“天然地被分隔为 多段不连续区间，有利于隧道内余热、余湿及废气的排放。（2）山地 城市暗挖地下车站具有埋深大（-30-60m）、风道长（50100m） 的特点，隧道风机房采用上下叠放的布置形式，可有效利用暗挖结构 断而空间高度，节约土建工程投资。（3）靠近区间隧道洞口的地而车 站，为避免洞口气流短路对隧道通风效果的影响，可在TVF风机出口 增加喷嘴装置，以利于事故工况下的送风气流组织。（4）靠近区间隧 道洞口的地而车站，为避免区间烟气对车站的影响，应在高架车站