《隧道與地下工程施工》模塊一

隧道認(rèn)知

單元4隧道結(jié)構(gòu)構(gòu)造-隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)1

《隧道工程施工》

隧道通風(fēng)的目的1隧道通風(fēng)量計(jì)算2本講主要內(nèi)容隧道的附屬結(jié)構(gòu)——隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)01一、隧道通風(fēng)的目的

隧道內(nèi)污染的形成：?施工期:如爆破、施工設(shè)備工作等產(chǎn)生的廢氣污染以及含瓦斯的地層?運(yùn)營(yíng)期:車(chē)輛排放的廢氣，CO和煙霧等?突發(fā)事件:如火災(zāi)、消防、交通混亂等造成的空氣污染。

隧道的附屬結(jié)構(gòu)——隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)01一、隧道通風(fēng)的目的

隧道通風(fēng)可分為

施工期間的通風(fēng)（臨時(shí)性）

運(yùn)營(yíng)期間的通風(fēng)

在運(yùn)營(yíng)期間，隧道內(nèi)行駛的汽車(chē)會(huì)排出大量的廢氣，含有多種有害成分，如一氧化碳、二氧化氮、煤煙、鋁、磷化物、硫和煙塵等，這些廢氣嚴(yán)重污染了周?chē)目諝猓捎谒淼澜Y(jié)構(gòu)的特殊性，空氣污染的程度將更為嚴(yán)重，甚至威脅人體健康、增加行車(chē)危險(xiǎn)性，因而需要對(duì)運(yùn)營(yíng)隧道進(jìn)行通風(fēng)。

隧道的附屬結(jié)構(gòu)——隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)01一、隧道通風(fēng)的目的

隧道通風(fēng)的目的：是通過(guò)改變隧道內(nèi)空氣的化學(xué)組成和氣候條件，使之滿足人員工作、車(chē)輛運(yùn)行的衛(wèi)生和安全要求，保證隧道正常運(yùn)營(yíng)。

隧道通風(fēng)主要是對(duì)一氧化碳（CO）、煙霧和異味等進(jìn)行稀釋。

隧道的附屬結(jié)構(gòu)——隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)01一、隧道通風(fēng)的目的

隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)

隧道的通風(fēng)設(shè)計(jì)是隧道總體設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一，應(yīng)綜合考慮交通條件、地形、地質(zhì)條件、通風(fēng)要求、環(huán)境保護(hù)要求，火災(zāi)時(shí)的通風(fēng)控制、維護(hù)與管理水平、分期實(shí)施的可能性、建設(shè)與運(yùn)營(yíng)費(fèi)用等。

主要考慮的問(wèn)題是：

隧道內(nèi)空氣中有害物質(zhì)的容許濃度

需風(fēng)量的確定

判斷自然通風(fēng)的能力等。

隧道的附屬結(jié)構(gòu)——隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)01一、隧道通風(fēng)的目的

隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)

1、空氣中有害物質(zhì)的容許濃度

我國(guó)《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TD70/2-01-2014）規(guī)定了隧道中有害氣體和煙霧濃度以及風(fēng)速應(yīng)達(dá)到的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。（1）CO和NO2設(shè)計(jì)濃度標(biāo)準(zhǔn)正常交通時(shí)，隧道內(nèi)CO設(shè)計(jì)濃度可按下表取值。CO設(shè)計(jì)濃度δCO隧道長(zhǎng)度（m）≤1000＞3000δCO（cm3/m3）150100隧道的附屬結(jié)構(gòu)——隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)01一、隧道通風(fēng)的目的

隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)

（1）CO和NO2設(shè)計(jì)濃度標(biāo)準(zhǔn)

②

交通阻滯時(shí)，阻滯段的平均CO設(shè)計(jì)濃度可取150cm3/m3，同時(shí)歷時(shí)不宜超過(guò)20min。

③

隧道內(nèi)20min內(nèi)的平均NO2設(shè)計(jì)濃度可取1.0cm3/m3

④

人車(chē)混行的隧道內(nèi)，隧道內(nèi)CO設(shè)計(jì)濃度不應(yīng)大于70cm3/m3，隧道內(nèi)60min內(nèi)NO2設(shè)計(jì)濃度不應(yīng)大于0.2cm3/m3。

⑤

隧道內(nèi)養(yǎng)護(hù)維修時(shí)，隧道作業(yè)段空氣的CO允許濃度不應(yīng)大于30cm3/m3，NO2允許濃度不應(yīng)大于0.12cm3/m3。隧道的附屬結(jié)構(gòu)——隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)01一、隧道通風(fēng)的目的

隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)

（2）煙塵設(shè)計(jì)濃度標(biāo)準(zhǔn)①采用顯色指數(shù)33≤Ra≤60，相關(guān)色溫為2000~3000K的鈉光源時(shí)，煙塵設(shè)計(jì)濃度K應(yīng)按下表取值。煙塵設(shè)計(jì)濃度K

（鈉光源）設(shè)計(jì)速度vt（km/h）vt≥9060≤vt＜9050≤vt＜6030＜vt＜50vt≤30煙塵設(shè)計(jì)濃度K（m-1）0.00650.00700.00750.00900.0120*隧道的附屬結(jié)構(gòu)——隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)01一、隧道通風(fēng)的目的

隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)

（2）煙塵設(shè)計(jì)濃度標(biāo)準(zhǔn)②采用顯色指數(shù)Ra≥65，相關(guān)色溫為3300~6000K的熒光燈、LED燈等光源時(shí)，煙塵設(shè)計(jì)濃度K應(yīng)按下表取值。設(shè)計(jì)速度vt（km/h）vt≥9060≤vt＜9050≤vt＜6030＜vt＜50vt≤30煙塵設(shè)計(jì)濃度K（m-1）0.00500.00650.00700.00750.0120*煙塵設(shè)計(jì)濃度K(熒光燈、LED燈等光源)隧道的附屬結(jié)構(gòu)——隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)01一、隧道通風(fēng)的目的

隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)

（3）異味稀釋及其他要求

隧道空間最小換氣頻率不應(yīng)低于每小時(shí)3次；采用縱向通風(fēng)的隧道，隧道內(nèi)換氣風(fēng)速不應(yīng)低于1.5m/s。

通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)還必須考慮火災(zāi)對(duì)策，長(zhǎng)度大于1000m的高速公路和一級(jí)公路隧道、長(zhǎng)度大于2000m的二、三、四級(jí)公路隧道應(yīng)設(shè)置火災(zāi)機(jī)械防煙與排煙系統(tǒng)。選用的隧道排煙風(fēng)機(jī)，在環(huán)境溫度為250攝氏度的情況下其連續(xù)運(yùn)行時(shí)間不應(yīng)小于60min。隧道的附屬結(jié)構(gòu)——隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)01二、需風(fēng)量的計(jì)算

設(shè)計(jì)思想：需風(fēng)量的計(jì)算就是根據(jù)稀釋隧道內(nèi)空氣中有害物濃度達(dá)到允許濃度時(shí)所需的新鮮空氣量確定的。

設(shè)計(jì)要求：?計(jì)算時(shí)，設(shè)計(jì)小時(shí)交通量以及相對(duì)應(yīng)的機(jī)動(dòng)車(chē)有害氣體排放量應(yīng)與各設(shè)計(jì)目標(biāo)年份相匹配?機(jī)動(dòng)車(chē)有害基準(zhǔn)排放量宜以2000年為起點(diǎn)，按每年2%的遞減率計(jì)算至設(shè)計(jì)目標(biāo)年份獲得的排放量，作為隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)目標(biāo)年份的基準(zhǔn)排放量?最大折減年限不超過(guò)30年隧道的附屬結(jié)構(gòu)——隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)01二、需風(fēng)量的計(jì)算

?設(shè)計(jì)過(guò)程：確定需風(fēng)量時(shí)，應(yīng)對(duì)稀釋煙塵、CO按隧道設(shè)計(jì)速度以下各工況車(chē)速10km/h為一檔分布進(jìn)行計(jì)算，并計(jì)算交通阻滯和換氣的需風(fēng)量，取其較大者作為設(shè)計(jì)需風(fēng)量。（1）按稀釋CO濃度計(jì)算需風(fēng)量計(jì)算步驟：先計(jì)算CO排放量，再根據(jù)CO設(shè)計(jì)濃度計(jì)算需風(fēng)量隧道的附屬結(jié)構(gòu)——隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)01二、需風(fēng)量的計(jì)算

（1）按稀釋CO濃度計(jì)算需風(fēng)量

車(chē)輛CO排放量按公式計(jì)算稀釋CO到允許濃度的需風(fēng)量按公式進(jìn)行計(jì)算隧道的附屬結(jié)構(gòu)——隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)01二、需風(fēng)量的計(jì)算

（2）按稀釋煙塵濃度計(jì)算需風(fēng)量計(jì)算步驟：先計(jì)算煙塵排放量，再根據(jù)設(shè)計(jì)煙霧含量計(jì)算需風(fēng)量煙塵排放量按公式進(jìn)行計(jì)算稀釋煙塵到設(shè)計(jì)濃度需風(fēng)量按公式進(jìn)行計(jì)算。隧道的附屬結(jié)構(gòu)——隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)01二、需風(fēng)量的計(jì)算

（3）稀釋空氣中異味的需風(fēng)量這是一項(xiàng)舒適性標(biāo)準(zhǔn)，即稀釋空氣中的異味，用隧道空間不斷換氣頻率次數(shù)度量?！豆匪淼劳L(fēng)設(shè)計(jì)細(xì)則》給定的換氣次數(shù)是不低于每小時(shí)3次，其含義是每小時(shí)有等于隧道內(nèi)3倍空間的新鮮空氣通過(guò)隧道。隧道的附屬結(jié)構(gòu)——隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)01二、需風(fēng)量的計(jì)算

（3）稀釋空氣中異味的需風(fēng)量隧道換氣需風(fēng)量按公式計(jì)算。

Q

r

eq

(ac)

=式中：

Q

r

eq

(ac)

——隧道換氣需風(fēng)量（m3/s）Ar

——隧道凈空斷面面積（m2）ns——隧道最小換氣頻率；隧道的附屬結(jié)構(gòu)——隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)01二、需風(fēng)量的計(jì)算

（3）稀釋空氣中異味的需風(fēng)量采用縱向通風(fēng)的隧道，換氣需風(fēng)量按下面兩個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算。

隧道換氣需風(fēng)量按公式計(jì)算

Q

r

eq

(ac)

=

式中：

v