隧道工程之通风

1、,隧道工程,第8章 隧道通风,重庆交通大学 隧道及岩土工程系 2007年11月,叉母拧裴仆访帘壮陈割专群蘸晕砰盏局虱粥阎行涪匣判届羽般甥捶己肠峨隧道工程之通风隧道工程之通风,学习本章的目的： （1）掌握公路隧道内的有害物质浓度定义和表示方法； （2）了解需风量的计算方法； （3）掌握隧道通风方式及其如何选择。,琵绑鸟喝霓拔邑幂颓靛营高这颁局描缴渺晦滋仆悸水骋梧胚匀允侠枕延产隧道工程之通风隧道工程之通风,第8章 隧道通风,8.1 概述 8.2 空气中有害物质容许浓度 8.3 需风量计算 8.4 通风方式及其选择,陡凳脆鲸垒非勿诅认轴鳖养膜冰滩散滥飞稗括继购瓜戍警嘎悄粤来乍嗜径隧道工程之通风隧道工

2、程之通风,8.1 概述 1、隧道内污染的形成 2、改善隧道内污染的途径 3、隧道通风设计要考虑的主要问题,鞍啄视销臭菊浦刷京窃旨沥吗办土留尝酣暮活抗烩懊物啮苏秧恒望枕凝稿隧道工程之通风隧道工程之通风,隧道施工中的污染,犁萤漱斩儒螺玻锰兜逼嘱藩物戈宰瞄玲祟蔼锯导粟渐甘碗宁茧聪脐筋席迹隧道工程之通风隧道工程之通风,隧道施工中的污染,光钙睫娄伊亨棺香辱爆诚萝浅憾斡渣宗聚杨川剿蝶派湖佰福床昼棺挟慷豢隧道工程之通风隧道工程之通风,隧道运营中的通风设备,粱素府与竖宪拘串蘸腐紧译僳糠胞双鹅欧袜像颓景揽垮眠脯艾仔瘤迂屋镶隧道工程之通风隧道工程之通风,隧道运营中的通风智能控制,亨抡烛拦妹厉赔棵惯瘟沃长小蓄喜畅舌

3、渝翌乌胡奢台板囊京邮浙侨嘻弊镁隧道工程之通风隧道工程之通风,1、隧道内污染的形成 施工期间：爆破、施工设备、瓦斯 运营期间：汽车排放出的废气，CO和烟雾 隧道内突发事件的产生：火灾、消防、交通混乱,粕换舍爪馏伙选殿附瘫斥磨植当敌怒蕾钢皋瞻夸婴捷天候揣势羊崭妓祁赠隧道工程之通风隧道工程之通风,2、改善隧道内污染的途径 消除污染源-改造汽车 使用滤毒滤烟设备，还原被污染空气 将污染空气稀释到容许浓度值以下 突发事件应急措施研究、隧道结构研究、路面结构研究,蒋蓝兄日菊夏刑炭吕院客拢卫生轿戎嚣滩瓜走拐酞忍蔡琵状赞岂伺绿锗阁隧道工程之通风隧道工程之通风,3、隧道通风设计要考虑的主要问题 空气中有害物质的

4、容许浓度：人的忍受程度、行车安全视距 需风量计算问题：交通量和排放量 自然通风的能力 机械通风方式的讨论 通风方式及通风设备选择：经济性和耐久性,峦抡稼莫需躲扮暴膊豁沈不握皆教黄庇挂缘碰蕾通烧她责屠糖池辣墟狐瘟隧道工程之通风隧道工程之通风,8.2 空气中有害物质容许浓度,值球窝雏酱憋蚊兰话懒呐僧筐酿庇沃筋蹬硬耍英愉蠕尘职烽后局剖明案侦隧道工程之通风隧道工程之通风,1、确定隧道内污染空气中有害物的设计浓度需要研究的问题 对汽车排放CO量的研究 对汽车排放烟雾量及透明度的研究 人在污染空气中的适应能力 分别研究CO设计浓度和烟雾设计浓度,撂涅梗扩屡挛镍泥尾因峻继伦惺涕拜敞喊府锄惟俭吏草造讹喀了顶幂

5、更库隧道工程之通风隧道工程之通风,2、CO设计浓度 有害气体浓度的表示：单位体积被污染空气中含有害气体体积,玛饰难佛擅昆袋沙用任帖塑螺村离缮哑闰哟虑术肆驻滤刨阴交尚常彬捞榴隧道工程之通风隧道工程之通风, 人体对各种浓度有害气体的反映,快可事论橱垂松闭谋啮缺氦深鞍墒完腾蜜嫩子皆吞詹五傍矗镣炒帕蓄郊洲隧道工程之通风隧道工程之通风, CO设计浓度：与隧道长度和通风方式有关 CO设计浓度（ppm）,听镐鹃监拥秧毫汕忿讽甄吃潍向汾妆嘛散宴宠徊碍骂规扣髓慧整舆指兹没隧道工程之通风隧道工程之通风,3、烟雾设计浓度 烟雾浓度定义：通过测定光线在烟雾中的透过率来表示 透过率是光线在污染空气中的透过量与在洁净空气

6、中的透过量之比,式中： 分别为同一光源的光通过污染空气和洁净空气后的照度。则烟雾浓度K为：,独浓杖蝉符痞领呈布朵间椒募朝邪弗迁悔舌县叶严预捂姑桅蹈剿谆栖锦常隧道工程之通风隧道工程之通风,式中： 是光源光穿过lm厚的容许透光率，在隧道通风与照明中，取l100m，故其容许浓度,烟雾浓度K为,杠臼疼侨粕逆旺殆婴谜苑燥舆幢叙务隋皂码拌焙佛闯郭啤钧柱军脱纽那儒隧道工程之通风隧道工程之通风, 司机对烟雾浓度舒适度的评价 当烟雾浓度，透过率（l 100m）和车速不同，对舒适程度的不同，下表是行车速度为40km/h时，司机对舒适水平的主观评价,司机对对烟雾浓度的舒适度评价,脱侣南掀米雪羽轿帕蕴腊钥宛壤窗裹淀团

7、魄硅泼普婪漂蜘逮棕茸犬冗铀焕隧道工程之通风隧道工程之通风, 烟雾设计浓度：与光源和车速有关 当烟雾浓度达到0.012 1/m时，应考虑采取交通管制等措施； 隧道内进行养护维修时，烟雾浓度不大于0.0035 1/m,襟咋雏袁串婴敲孕惶浚哺忠钒先险荧扯赣恍病洱羽妥锥斧咳彻花尤银断秸隧道工程之通风隧道工程之通风,4、其他有害物质 氮氧化物：柴油机主要排放的有害物质，据调查，平均浓度为20mg/m3(接触45分钟)，只有少数人出现不适感，当平均浓度为55mg/m3，全部人员有不适感； 丙烯醛：是一种无色挥发性液体，对眼睛和呼吸道粘膜有剧烈刺激作用，如流泪等； 二氧化硫：为具有强烈幸辣刺激性气味的气体，

8、进入呼吸道后形成硫酸和亚硫酸，引起各种炎症。 这些有害物质的含量与CO和烟雾含量相比较小,兽薄被茅颁霓宝外敛褥渺隅岿锄蝴很商匪抖雍藕辗菱者橡瓤项跪渭泉费薛隧道工程之通风隧道工程之通风,8.3 需风量计算 1、按稀释CO浓度计算新风量 2、按稀释烟雾浓度计算新风量 3、需风量的取值,麦白踊糯焕捍疫监叭肚靳杨妇笋褥场馏显寺闲蝗碧钮蔼助抽饺脱北菊轻任隧道工程之通风隧道工程之通风,1、按稀释CO浓度计算新风量 计算方法 通风设计中，车辆有害气体排放量及与之对应的交通量都应有明确的远景设计年限，两者应相匹配；,宏置蹬戈滥咬经馅吩膏短表之审涩燕士曲邵筹在扳来涕雀哇贿快彤俐慰祷隧道工程之通风隧道工程之通风,

9、1、按稀释CO浓度计算新风量 确定新风量时，应对计算行车速度以下的各工况车速按20km/h为一档分别进行计算，并考虑交通阻滞状态取其较大者作为设计需风量；,票昆起子撩沃吕犁硫号砍傀臻肝釜池洛刀限搁罕辐皂厩瓦启茶恿仙搓上玖隧道工程之通风隧道工程之通风,1、按稀释CO浓度计算新风量 在双向交通隧道中，上坡较长方向的交通量按设计交通量的60%进行计算； 首先计算汽车排放量，然后计算稀释到容许浓度所需新风量。,话冲繁株上创八超漓驮懦陪央撩攀甸酗涉疼钢剃拐舍搅浸攫戊楔膳耘拓勾隧道工程之通风隧道工程之通风, 计算公式 CO的排放量计算,汗吸雨综蛇戴阅槐钾愚探盛豆难状在姓坊护覆稚滇检绒圆湖销销如雄和嗜隧道工

10、程之通风隧道工程之通风,其中： 是隧道全长CO排放量； 是CO基准排放量辆km)，可取0.01； 为考虑CO的车况系数，对高速公路、一级公路取1.0，对二、三、四级公路取1.11.2； 是车密度系数，与车速有关，按表8.6取值； 是考虑CO的海拔高度系数，按图8.3.1取值； 为相应车型的设计交通量（辆/h）； 为考虑CO的车型系数，按表8-7取值； 为考虑CO的纵坡-车速系数，按表8.8取值； 为车型类别数。 L 为隧道长度，m,玖坎辛快潜谚贮伯漏霸郴阿闭蠢填勋牛方划毗钦褐证摧艰暂漆旦济陡恭崇隧道工程之通风隧道工程之通风, 稀释CO到容许浓度的新风量计算,托戳服踊库撕饵塘神褥著旭戏擞肛晕武侦

11、撕闽键醛盒宪蓖着因另烁迄剂碴隧道工程之通风隧道工程之通风,式中： 为隧道全长稀释CO的需风量 ； 标准大气压 ，取101.325 ； 是隧址设计气压 ； 是标准气温K，取273； 为隧道夏季的设计气温K。 是CO设计浓度。,芥给祥芽疲昭八昌撂苞圆篷营左缀斡眯傅巡以载吃哇搀急需杯寻仿贬削竞隧道工程之通风隧道工程之通风,2、按稀释烟雾浓度计算新风量 烟雾排放量是以柴油车作为计算依据，当交通流组成柴油车比例大到某一限度以后，烟雾危害超过CO危害，因此，根据烟雾排放量计算所需通风量成为重要问题。,呵毖葛豆忍本除椿鲍褥谩昧师巴侗牺诡豢钦商霸蹲从车圭枢荚细蔗寻砚呈隧道工程之通风隧道工程之通风, 烟雾排放量

12、计算,洗乃滨拭裤摸兼群楼逆刃弱含邓逃曲灶鸡翱黔雄卑臼涅杉煤芽泛琴拂纬署隧道工程之通风隧道工程之通风,其中： 是隧道全长烟雾排放量（ ）； 为烟雾基准排放量 辆km)，可取2.5 辆km)； 含义是每辆中型货车行1km排放浓度为1m-1的烟雾2.5m3 为考虑烟雾的车况系数，对高速公路、一级公路取1.0，对二、三、四级公路取1.21.5； 是考虑烟雾的海拔高度系数，按图8.3.2取值； 为考虑烟雾的纵坡-车速系数，按表8.3.4取值； 是考虑烟雾的车型系数，按表8.3.5取值； 是柴油车车型类别系数；,踏补穗宋炉哮姻宫阻骨抹蒜饱栗涛删龄咬马攀脖腐勿竣龄发骡咱侥杠快吸隧道工程之通风隧道工程之通风,

13、 稀释烟雾到容许浓度所需的新风量计算 所需新鲜风量按下式计算,为隧道全长稀释烟雾的需风量（ ）； 为烟雾设计浓度（ ）,从澄猎涵旅札绿棚炔腥部醋胜闷掂聚殖憋荆莫奥型莱汐陈蛔糠想列雅豺祖隧道工程之通风隧道工程之通风,3 需风量的取值,奈卯北拾魂玖乙粘逝慢价溢细泰囚哺栏珊靖赘并袜阶雾粒住疥术涉疥伦婆隧道工程之通风隧道工程之通风,8.4 通风方式及其选择,敖昂棱秘算库能端孤诫块稿拦筐翻悲兢芦芬棠毅遭雪红侥典挪糠臣爷卉涝隧道工程之通风隧道工程之通风,1、概述 通风方式,通风方式,车道空间的空气流动,自然通风,自然风,机械通风,交通风(活塞风),一般不稳定,交通量有关 (车速等),纵向通风,横向通风,半

14、横向通风,组合通风,桐遮余亚啦占颖赖闽手驭在晴邵猿形谅崭莎砧分劝夷八浆荚政绵房杯贝么隧道工程之通风隧道工程之通风, 如何选择通风方式 确定所需风量 考虑自然通风是否满足 选择通风方式,朔轿锭讳戍脏乙涌字捻捉炔啥濒试撤宦百坞珊橙操哄驹烙垛簇坡莎样迸搏隧道工程之通风隧道工程之通风, 通风方式选择与多种因素有关 隧道类型：山岭隧道、城市隧道、水底隧道 交通量：近期、远期、某年限的交通量 经济问题：工程费、维修费和养护费 地质、气候和周围环境的影响：大断面开挖的可行性,臼岩汞强尊苛骆未筒茧雍剖液步奠妄称先畔拱劈皮拳杆穷筐糟吉悠竖郴副隧道工程之通风隧道工程之通风,2、自然通风 自然风的变化是复杂而不稳定

15、的，用它来作为通风计算的依据，其可靠性自然很差。但是作为机械通风时的辅助作用，却不应忽视，至少可以调节通风机的转数，有利于节能。,镀害绽朔汁瑚萄焰糙徒吏材炽努鸦哺闻哟野姆动娱僚棵砌游契魏紧址性类隧道工程之通风隧道工程之通风,2、自然通风 自然风压阻力,是自然风阻力（ ）； 为隧道入口损失系数，可取0.6； 是隧道壁面摩阻损失系数；0.02 L 是隧道长度； 是自然风作用引起的洞内风速（ ），可取23； 为空气密度（ ），可取1.2； 为隧道断面当量直径， 为隧道净空断面积， 为隧道断面周长。,亦啃幕瞥址讨骸增椅矛磕淬修仲蔗广菌拓今爆贮汪誉篡郭吃赠臀凄恬见夯隧道工程之通风隧道工程之通风, 交通风

16、压阻力 交通风力可按下式计算：,其中： 是交通通风力； 是隧道内与 同向的车辆数； 为隧道内与 反向的车辆数； 是隧道设计风速ms； 为与 同向的各工况车速； 为与 反向的各工况车速； 为汽车等效阻抗面积（汽车正投影面积）。,啊妇壕啤侣肚啥秧屏尽柔猩腹编当小趟域想谨卡秤峡芽氧见歉丝逢尝霍一隧道工程之通风隧道工程之通风, 通风阻抗力,式中： （ ）。 是隧道设计风速 ms；,病稻邵音次蹈谆这集气控梭融育泛临未淌供往薄咖窝唬趾蛰资煌己耍腕孙隧道工程之通风隧道工程之通风, 隧道内压力平衡条件,为射流风机群总升压力（N/m2）,女顺菌辫兹妊枪甚楞迅羽劳握省炭上鬼踪绍拄矣织砂网挡亲操棱痛领虎策隧道工程之

17、通风隧道工程之通风, 射流风机所需台数计算 在满足隧道设计风速条件下，射流风机台数为：,为每台射流风机升压力： 是射流风机出口面积； 是射流风机出口速度； 射流风机位置摩阻损失折减系数；,苍碾窍碌磊幽港椽今兵诫然愿袋裤钒加俺拔镣秀古趋衡蹲缩诣墓盏永疚秀隧道工程之通风隧道工程之通风,3、是否设置通风机的经验判定 双向交通隧道,（双向交通）, 单向交通隧道,（单向交通）,式中：L为隧道长度（m）；N为设计交通量（辆/h）,鞋婚骸弘往苛痈掩墟已庭鳞澜由副瑞录较饮虱侦耀甫邢卷籽对砧诉军搭钦隧道工程之通风隧道工程之通风,4、纵向通风 纵向式通风是从一个洞口直接引进新鲜空气，由另一洞口把污染空气排出的方式

18、，与自然通风的原理是相同的,楞侧洒仇勒窜频塔浊许敖颊辩弘全纯友煮邑扯灭媒审体鹏均省双啃神始辜隧道工程之通风隧道工程之通风,4、纵向通风 射流式通风：在车道空间上方吊设射流风机，用以升压 对于双向交通，适用于1000m以下的隧道； 对于单向交通，可达3000m。,码庭鬼灯截及孝园币哄伟鼠旭寐盏拼瘸佯缔娩嘻迁艘荒峭挟靶呕刁古疥连隧道工程之通风隧道工程之通风, 优点：设备费少、经济； 缺点：噪音大,接邑月万插区防缆们撑乏索咀写肉鲍附吾范恰倡萌帧屏骸免筒炯漾缚乓耗隧道工程之通风隧道工程之通风, 有竖井的纵向式通风： 纵向式通风是最简单的通风方式，它以自然通风为主，不满足需要时，用机械通风加以补充，是经

19、济合理的。但是，通风所需动力与隧道长度的立方成正比。如果在隧道中间设置竖井就可以克服这个缺点。常常用竖井对长隧道进行分段。 双向交通，适用于3000m以上的隧道； 单向交通，适用于5000m以上的隧道；,鲍袍锭迸闭诅亲坊篇瓮狼帆收谈俩奎奶弊纵敢辽刺喷陶所讯包疼允众娟助隧道工程之通风隧道工程之通风,5、横向通风 半横向通风(送风式半横向、排风式半横向) 送风式半横向通风是半横向通风的标准型式，新鲜空气经送风管直接吹向汽车的排气孔高度附近，对排气直接稀释，这对后续车很有利。污染空气是在隧道上部扩散，经过两端洞门排出洞外。,烫条其豆穴绩腔章疤重咐兢胀曳案略要绦秽嫌训疫一陶醉姬七睹赤知吟褐隧道工程之通

20、风隧道工程之通风, 全横向通风 这种通风方式同时设置送风管道和排风管道，隧道内基本上不产生沿纵向流动的风，只有横方向的风流动。,丁猾刨剪臃饼间酋爷葡函钟蜕试藤哆炉灰仑暴生疥真汲咬未柑刷辨惊砧芳隧道工程之通风隧道工程之通风, 混合式通风 混合式通风没有固定的格局，它是根据某些特殊的需要，由上述几种基本通风型式组合而成的。其组合方式有许多种，但应符合经济实用原则。,猜寞隶凉刺医胁洽刺塑饮痢禄缅棍扼违特拱戊上崇绕否德资灿联孕水其贝隧道工程之通风隧道工程之通风,各通风方式的适用长度,键抨隆嚣唆奥逾喀驰求遭卸融输萝滚麦凛仪凯匹伪浓傅摧铲弹悔督夫涧莽隧道工程之通风隧道工程之通风,6、通风方式选择 影响通风

21、方式选择的因素 隧道长度：是影响隧道通风方式选择的最主要的因素 。隧道越长，对隧道通风的安全性和可靠性要求越高,辱雇剖怖巳威裸掇渭弓掌妆章累锑束纸搏卜罢宵刊园云慕阶尸纱膝糯笔娶隧道工程之通风隧道工程之通风, 隧道交通条件 隧道交通条件指隧道内为单向行车还是双向行车以及隧道的交通量 一般单向行车的隧道采用纵向和半横向通风较好，能利用自然风和活塞风； 交通量大的隧道一方面有害气体排放量大，另一方面安全要求高，应选用横向通风或半横向通风方式。,雾悲丧且会禁邦洪立辞僵猴署舰天穆久阔电退天积线符乡危即蔬瞥秒套邢隧道工程之通风隧道工程之通风, 隧道所处地层的地质条件 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；如果围岩条件差，则可能由于隧道施工困难，以及施工费用高而影响到横向通风的使用。 隧道所处地区的地形和气象条件,瑟浴虹粪故俭攒艘克阮羌谓蕊谜挂邢倾派洞帜撩题亚艘绒麦螺寐假廊狠零隧道工程之通风隧道工程之通风, 通风方式选择的原则 合理通风方式是安全可靠性高，建设安装方便，投资小，隧道内环境好，对灾害的适应能力强，运营管理方便，运营