第5章隧道辅助设计

1、第5章隧道辅助设计5.1隧道通风设计5.2隧道照明设施5.3隧道防排水设计5.4隧道安全报警系统5.1隧道通风设计5.1.1通风设计标准5.1.2风量计算5.1.3通风方式选择5.1.4通风方式选择5.1.1通风设计标准1.CO设计含量2.烟雾的设计含量1.CO设计含量CO含量用单位体积被污染空气中含CO的体积来表示。CO的设计含量与隧道长度和通风方式有关。我国JTJ 026.11999公路隧道通风照明设计规范规定：采用全横向通风方式与半横向通风方式时，CO设计含量可按表5-1取值；采用纵向通风时，CO设计含量可按表5-1所列各值提高 5010-6取值。2.烟雾的设计含量表5-3烟雾设计含量K

2、5.1.2风量计算1.按稀释CO含量计算需风量2.按稀释烟雾含量计算需风量1.按稀释CO含量计算需风量(1)隧道内汽车CO排放量计算(2)需风量计算图5-1考虑CO的海拔高度系数1.按稀释CO含量计算需风量表5-4车密度系数1.按稀释CO含量计算需风量表5-5考虑CO的车型系数1.按稀释CO含量计算需风量表5-6考虑CO的纵坡车速系数1.按稀释CO含量计算需风量2.按稀释烟雾含量计算需风量(1)烟雾排放量按下式计算(2)稀释烟雾到设计值的需风量按下式计算图5-2考虑烟雾的海拔高度系数2.按稀释烟雾含量计算需风量表5-7考虑烟雾的车型系数2.按稀释烟雾含量计算需风量表5-8考虑烟雾的纵坡车速系数

3、2.按稀释烟雾含量计算需风量5.1.3通风方式选择1.自然通风2.纵向式通风3.半横向式通风4.全横向式通风5.混合式通风5.1.3通风方式选择图5-3公路隧道通风分类2.纵向式通风(1)射流式通风射流式通风通过在车道上方空间直接吊设射流式风机进行通风，如所示。(2)竖井、斜井式通风长隧道纵剖面多为人字坡，污浊空气常聚积在坡顶，采用射流式通风效果不好。图5-4射流式通风机结构及布置示意图图5-5纵向射流式通风a)双向交通b)单向交通2.纵向式通风图5-6竖井、斜井式通风a)双向交通 b)单向交通图5-7竖井式通风平面示意图2.纵向式通风3.半横向式通风图5-8半横向式通风系统的工作原理图5-9

4、送风式半横向式通风a)双向交通b)单向交通5.混合式通风图5-10全横向式通风a)双向交通 b)单向交通5.1.4通风方式选择1.影响通风方式选择的因素2.通风方式的选择1.影响通风方式选择的因素(1)隧道长度隧道长度是影响隧道通风方式选择的最主要因素。(2)隧道交通条件单向交通时，车速越大，活塞作用越显著，这种情况以纵向式通风为宜。(3)隧道所处地质条件隧道所处地层的地质条件好，隧道施工比较容易，费用低，这时选用横向通风方式，隧道断面可适当加大，送风道和排风道容易布置，且可以设计得大一些。(4)隧道所处地区的地形和气象条件地形和气象条件与隧道自然风流的流向和流量有关。(5)风速要求当隧道纵坡

5、大或很长时，所需的通风量会很大，可能使得车道空间沿隧道纵向流动的风速过大，此时应考虑改变通风方式或进行分段通风。(6)隧道的类型水底隧道通风的要求比较高，从重要性和安全性上都宜采用可靠性高的全横向式通风。5.2隧道照明设施5.2.1隧道照明的必要性5.2.2照明区段的划分及亮度要求5.2.3照明设计5.2.1隧道照明的必要性1)进入隧道前的视觉问题(白天)。2)进入隧道立即出现的视觉问题(白天)。3)隧道内部的视觉问题(白天、夜间)。4)隧道出口处的视觉问题。5.2.2照明区段的划分及亮度要求(1)引入段公路隧道各照明区段中，在洞口(设有减光过渡建筑时，则为其入口)前，从注视点到适应点之间的一

6、段道路，在照明上属于引入段。(2)入口段入口段指进入隧道洞口的第一段，如设置了遮阳棚等减光过渡建筑，则其入口为该段的开始点。(3)过渡段该段为介于入口段和中间段之间的照明区段，可解决从入口段的高亮度到中间段的低亮度之间的剧烈变化给驾驶员造成的不适应现象，使驾驶员有充分的适应时间。(4)中间段也称基本照明段。(5)出口段在单向交通隧道中，应设置出口段照明，以便缓和白洞效应带来的不利影响。5.2.2照明区段的划分及亮度要求图5-11隧道各照明段亮度引入段起点A适应点P洞口d适应距离入口段亮度洞外亮度适应点亮度中间段亮度、过渡段1、2、3分段亮度、过渡段1、2、3分段距离表5-9照明停车视距(单位：

7、m)5.2.2照明区段的划分及亮度要求表5-10入口段亮度折减系数k5.2.2照明区段的划分及亮度要求表5-11过渡段长度表5-12过渡段各段照明亮度5.2.2照明区段的划分及亮度要求表5-13中间段亮度5.2.2照明区段的划分及亮度要求5.2.3照明设计(1)隧道照明光源选择(2)隧道照明灯具的选择与布置(3)照度计算照度计算的目的是根据所需要的照度值及其他已知条件(灯具的形式及布置、隧道内装及路面的反射条件及空气污染情况等)来决定灯具的容量或灯具的数量；或在灯具形式、布置及光源的容量都已确定的情况下，计算某点的照度值。5.2.3照明设计表5-14路面亮度总均匀度表5-15路面亮度纵向均匀度

8、(1)隧道照明光源选择1)一般情况下宜选择效率高、透雾性能较好的光源。2)短隧道、柴油车较少的城镇附近隧道、紧急停车带、人行横通道、车行横通道可选用显色指数较高的光源。3)配光特性要符合照明目的。4)光源使用寿命应不小于10000h。(2)隧道照明灯具的选择与布置1)防护等级应不低于IP65。2)形状和尺寸小而坚固。3)应具有适合公路隧道特点的防眩装置。4)灯具结构应便于更换灯泡和附件。5)灯具零部件应具有良好的防腐性能，必要时要施以表面处理。6)灯具符合设置该照明器场所的几何条件，灯具配件安装、维修方便，并能调整安装角度。7)对隧道墙面的配光及烟尘的污染应充分注意。8)灯具不得侵入隧道建筑限

9、界。9)在满足照明质量、环境条件及防触电保护要求的情况下，尽量选用光输出比高，利用系数高、寿命长、光通衰减少的照明器。5.3隧道防排水设计5.3.1隧道防排水的设计原则5.3.2隧道防排水措施5.3.3防排水设施设计5.3.1隧道防排水的设计原则(1)防要求隧道衬砌、防水层具有防水能力，防止地下水透过防水层、衬砌结构渗入洞内,达到隧道衬砌、路面、设备箱洞等结构表面无湿润痕迹。(2)排将已经渗入隧道区域的地下水及路面结构层下的积水排入洞内中心水沟或路侧边沟，减少或消除衬砌背后的水压力，防止积水和冻害发生，创造良好的防水环境，排得越好，衬砌渗漏水的几率就越小，防水也就更容易；排出路面结构层下的积水

10、，能防止路面冒水、翻浆、结构破坏。(3)截对易于渗漏到隧道的地表水，应采用设置截(排)水沟、清除积水、填筑积水坑洼地、封闭渗漏点等措施。(4)堵就是以衬砌混凝土为基本防水层，以其他防水材料为辅助防水层，采用注浆或嵌填等方法对隧道围岩裂隙、隧道结构本身存在的渗漏水路径进行封堵,使之不能进入隧道。5.3.2隧道防排水措施1.防水措施2.排水措施1.防水措施1)喷射混凝土防水。2)塑料防水板防水。3)模筑混凝土衬砌防水。4)涂料防水。5)砂浆抹面防水。6)注浆堵水。7)防止地表水的下渗。2.排水措施1)隧道内纵向设排水沟。2)在围岩地下水出露处，在衬砌背后设竖向盲沟或排水管(槽)、集水钻孔等引排，对

11、于颗粒易流失的围岩，不宜采用集中疏导排水。3)根据工程地质和水文地质条件，在衬砌外设环向盲沟、纵向盲沟和隧底排水盲沟，组成完整的排水系统，保证路基不积水。4)当地下水发育，含水层明显，又有长期补给来源，洞内出水量较大时，可利用辅助坑道或设置泄水洞等作为截、排水设施。5)采用盲沟泄水孔排水沟排水。6)在洞口仰坡外缘5m以外，设置天沟，并加以铺砌。7)对洞顶天然沟槽加以整治，使山洪宣泄畅通。8)对洞顶地表的陷穴、深坑加以回填，对裂缝进行堵塞。9)在地表水上游设截水导流沟，地下水上游设泄水洞，洞外井点降水或洞内井点降水。5.3.3防排水设施设计1.排水沟2.盲沟3.泄水孔1.排水沟(1)铁路隧道排水

12、沟铁路单线隧道沟底纵坡宜与线路纵坡一致，一般不得小于3，特殊情况下，不得小于1，隧底横向排水坡不应小于2。(2)公路隧道排水沟公路隧道除了要排走衬砌后面的地下水外，还要排走道路清洁冲洗后的废水和下雨时汽车带进来的雨水。图5-12水沟的基本形式a)双侧水沟b)双侧水沟与中心水沟1.排水沟图5-13公路隧道侧边沟形式a)暗沟b)明沟图5-14公路隧道双侧排水沟与中心排水沟1.排水沟2.盲沟(1)弹簧软管盲沟这种盲沟一般采用10号钢丝缠成直径为58cm的圆柱形弹簧，或采用硬质又具有弹性的塑料丝缠成半圆形弹簧，或采用带孔塑料管作为过水通道的骨架，安装时外覆塑料薄膜和钢窗纱，从渗流水处开始环向铺设并接入

13、泄水孔，如图5-15所示。(2)化学纤维渗滤布盲沟这种盲沟是以结构疏松的化学纤维布作为水的渗流通道，其单面有塑料薄膜，安装时使薄膜朝向混凝土一面，可以阻止水泥浆渗入滤布。图5-16渗滤布式盲沟2.盲沟3.泄水孔1)在立边墙模板时，安设泄水管，并特别注意使其里端与盲沟接通，外端穿过模板。2)当水量较小时，则可以等模板浇筑边墙混凝土拆模后，再根据记录的盲沟位置钻泄水孔。5.4隧道安全报警系统5.4.1交通电视监视系统5.4.2隧道安全报警装置5.4.1交通电视监视系统1.交通电视的基本组成2.交通电视系统的组合方式3.外围设备4.隧道电视监视系统1.交通电视的基本组成1)摄像部分。2)传输部分。3)控制部分。4)监视器部分。5)视频切换器。6)视频分配器。2.交通电视系统的组合方式1)一一对应型。2)中央集中型。3