隧道工程隧道附属结构图文PPT课件

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山岭隧道通风要更多地考虑经济性,多半采用纵向式通风或者半 横向式通风,一般不采用全横向式通风。
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4.2 公路隧道附属建筑
运营通风设施
结论:选择通风方式时,应该综合考虑上述诸多因素。合 理的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 营费用低的通风方式。
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4.1 铁路隧道附属建筑
避车洞
(1)避车洞布置方法 ★ 大避车洞布置
◆ 碎石道床每侧每隔300m布置一个 ◆ 整体道床每侧每隔420m布置一个 ◆ 隧道长度在300~400m时,在隧道中间布置一个 ◆ 隧道长度在300m以下可不布置大避车洞
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4.1 铁路隧道附属建筑
碎石道床
整体道床
避车洞布置图
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4.1 铁路隧道附属建筑
(2)避车洞净空大小、衬砌类型
避车洞
280(220) 275(218) 180(170) 30
R=250
280(220)
250(100)
2% 400(200)
括号中数字为小避车洞尺寸
避车洞基本尺寸(单位:cm) ◆ 避车洞衬砌类型与隧道衬砌类型相适应
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 道容易布置并可以布置得大一些。这样隧道的建设和运营费用 不会很高。相反,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。
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4.2 公路隧道附属建筑
运营通风设施
(5) 通风设计标准
★ CO设计浓度
CO设计浓度
隧道长度/m
全(半)横向式通风
≤1000
≥3000
δ/ppm
250
200
人车混合通行
≤1000
≥2000
150
100
★ 烟雾设计浓度
烟雾设计浓度K
计算行车速度(km/h)
K/m-1
100 0.0065
城市交通隧道的交通量一般都很大,且车流不稳定,而全横向式 通风和半横向式通风不受交通状况的影响,所以这两种方式都可以用。 如果在隧道内设置人行道和自行车道时,从安全和舒适的角度考虑, 全横向式通风最为理想,其送风口通常设在两侧距车道面约1m高的位 置上,能保证行人最先呼吸到新鲜空气。也可纵向通风+射流通风
80 0.0070
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60 0.0075
40 0.0090
4.2 公路隧道附属建筑
运营通风设施
(6) 需风量计算
(a) 按稀释CO浓度计算需风量
车辆有害气体的排放量以及与之对应的交通量都有明确 的远景设计年限,两者必须相匹配。计算近期的需风量时应 采用相应年份的交通量。
在确定新风量时,应对计算行车速度以下的各工况车速 20km/h为一档分别计算,并考虑交通阻滞状态,取其较大者 作为设计需风量。计算稀释CO到容许浓度的需风量之前,必 须先计算隧道内汽车CO排放量,汽车CO排放量按下式计算:
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4.2 公路隧道附属建筑
运营通风设施
★ 带竖井的纵向式通风
在长大隧道中,竖井用于排气时,起到了烟囱的作 用,效果很好。
竖井集中送排烟示意图
竖井纵向通风示意图
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4.2 公路隧道附属建筑
运营通风设施
★ 半横向式通风
它将新鲜空气经送风道直接吹向汽车的排气孔高度附近, 直接稀释排气,污染空气在隧道上部扩散,经过两端洞门排 出洞外。
运营通风设施
★ 洞口风道式通风
通风机设在高洞口端处,通风道与隧道联通,当列车车尾 一出洞口,立即开动通风机(抽风)。
洞口风道式通风 第11页/共93页
4.1 铁路隧道附属建筑
★ 喷嘴式通风
适于列车运行密度大且不太长的隧道
空气室 喷咀
轨面
运营通风设施
喷 嘴 式 通 风
它在隧道洞门衬砌上方设计一汇集新鲜空气的气室,开 动通风机则洞外新鲜空气被压送到气室,积聚到一定压力时 由喷咀以高速和极小的交角喷进隧道内,形成稳定风流。
2.0
2.2
400~500
4.0
4.5
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4.2 公路隧道附属建筑
2 横洞和预留洞室
横洞和预留洞室
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4.2 公路隧道附属建筑
3 运营通风设施 ★★(1)通风方式分类—重要
运营通风设施
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4.2 公路隧道附属建筑
运营通风设施
(2) 机械通风的设置规定
★ 《公路隧道通风与照明设计规范》规定
4.1 铁路隧道附属结构
本节主要内容
◆ 避车洞 ◆ 电力及通讯设施 ◆ 运营通风设施
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4.1 铁路隧道附属建筑
避车洞
1 避车洞
定义:列车通过隧道时,为保证洞内人员及维修设备安 全,在隧道两侧边墙上交错均匀地修建了洞室,用于躲避列 车,故称之为避车洞。
根据避车洞的大小,分大避车洞和小避车洞 大避车洞:存放维修设备与材料 小避车洞:方便人员躲避列车
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4.2 公路隧道附属建筑
运营通风设施
QCO
运营通风设施
(3) 通风方式
★ 纵向射流式通风
◆ 基本原理 用射流风机进行升压,而通风;注意,风机应能反向。
◆ 风机设置 在同一个断面上设置一至两台风机,风机的纵向间距 为70m左右,风机距洞口的距离可长些,可取100m。
◆ 适用条件
双向交通时可用于长度1km以下的隧道 单向交通时可用于2km左右的隧道
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4.1 铁路隧道附属建筑
运营通风设施
(2) 机械通风
铁路隧道机械通风一般采用纵向式通风。 概念:在通风机的作用下使风流沿着隧道全长方向流动的 通风方式 。
★ 纵向式通风具体方式:
◆ 洞口风道式通风 ◆ 喷嘴式通风 ◆ 射流式通风 ◆ 竖井、斜井式通风
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4.1 铁路隧道附属建筑
(4) 通风方式的选择
公路隧道对运营通风的要求较高,可供选择的通风方式 也较多,选择时主要考虑因素是隧道的长度和交通流量, 还应适当考虑当地气象、环境、地形等条件。
① 隧道长度 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,隧道发生事故和灾害造成的损失一般也越大,所以 隧道越长,对隧道通风的安全性和可靠性要求越高。
运营通风设施
★ 混合式通风
一般仅限公路隧道,根据隧道的具体条件和需要,由竖 井与各种通风方式组合成为最合理的通风系统。
(4)隧道类型与通风方式选择 水底隧道 — 全横向式通风 城市隧道 — 全横向式和半横向式 山岭隧道 — 纵向式通风和半横向式
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4.2 公路隧道附属建筑
运营通风设施
(2) 机械通风
★《铁路隧道设计规范》规定:
◆ 内燃机车牵引的单线隧道,长度2km以上宜设置
◆ 电力机车牵引的单线隧道,长度8km以上宜设置 (若行车密度较低、自然风条件较好可适当加长)
◆ 双线隧道应根据行车密度、自然条件等具体情况,选定设置 机械通风的隧道长度和通风方式。
对内燃机牵引的双线隧道,当隧道长度L(km)×行车密度N(对 /d)≥100时,应设置机械通风。
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4.2 公路隧道附属建筑
运营通风设施
② 隧道交通条件
单向交通时,车速越大,活塞作用越显著。例如车速为50~ 60km/h,大约可以有6m/s的交通风(活塞风)。不过随着交通 量的增大,往往容易发生交通阻滞,从而影响活塞作用的效果。 这时交通风处于不稳定状态,所以最好改用半横向式或全横向 式通风。双向交通的隧道则因为风流效果互为抵消,故没有活 塞作用。
紧急停车带
1 紧急停车带
规定2km以上隧道必须设置宽2.5m,长25~40m的紧急 停车带,间隔750m。
约750
3
紧急停车带
(单位:m)
约40
10km以上隧道需设 置方向转换场
紧急停车带和方向转换场布置
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4.2 公路隧道附属建筑
1 紧急停车带
紧急停车带
紧急停车带
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宜设置机械通风的条件: ◆ 双向交通隧道:L×N≥6×105 ◆ 单向交通隧道:L×N≥2×105 L — 隧道长度,单位m; N — 设计交通流量,辆/h。
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4.2 公路隧道附属建筑
(3) 通风方式 ★ 纵向射流式通风
运营通风设施
射流风机
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4.2 公路隧道附属建筑
1
2
3
4
半横向通风示意图
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4.2 公路隧道附属建筑
运营通风设施
★ 全横向式通风
它的特点是风在隧道的横断面方向流动,一般不发生纵 向流动,因此有害气体的浓度在隧道轴线方向的分布均匀。 该通风方式有利于防止火灾蔓延和处理烟雾。
1
2
3




4
5
6风


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4.2 公路隧道附属建筑
4.2 公路隧道附属建筑
横洞和预留洞室
2 横洞和预留洞室
★《公路隧道设计规范》规定:
分离式公路隧道,当长度超过400m时宜设置行人横洞, 长度超过800m时宜设置行车横洞。
500m以上的高速公路隧道和一级公路隧道宜设置专 用消防器材洞室。
名称
行人横洞 行车横洞
横洞间距尺寸
间距(m)
尺寸(m)


200~300
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4.1 铁路隧道附属建筑
思考题
思考题
1、避车洞应如何设置,需注意避开哪些位置? 2、铁路隧道主要采用哪些通风方式?
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4.2 公路隧道附属结构
本节主要内容
◆ 紧急停车带 ◆ 横洞和预留洞室 ◆ 运营通风设施 ◆ 运营照明设施 ◆ 洞门及洞身装饰
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4.2 公路隧道附属建筑
缺点:结构复杂,施工工艺高,维修不便,设备效率不高
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★ 射流式风机通风
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4.1 铁路隧道附属建筑
运营通风设施
★ 射流式风机通风
射流式风机
射流式风机
风流
特点:
射流式风机纵向通风
◆ 体积小;风力大;可逆向;费用低;噪声大。
布置方式:沿纵向每100~150等距布置
集中布置在洞口
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4.1 铁路隧道附属建筑
运营通风设施
★ 竖井、斜井式通风
机械通风所需动力与隧道长 度的立方成正比,因此在长隧道 中,常常设置竖井进行分段通风。 竖井用于排气,有烟囱作用,效 果良好。
双向交通的隧道,因新风是从两侧洞口进入,竖井宜设于 中间。
单向交通时,由于新风主要自入口一侧进入,竖井应靠 近出口侧设置。
★ 小避车洞布置
◆ 单线隧道每侧每隔60m布置一个小避车洞 ◆ 双线隧道每侧每隔30m布置一个小避车洞
避车洞
★ 整体布置原则
◆ 大、小避车洞应交错设置于两侧边墙内,大避车洞 之间设小避车洞 ◆ 不得将避车洞设于衬砌断面变化处、不同衬砌类型衔 接处或变形缝处
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4.1 铁路隧道附属建筑

电力及通讯设施
2 电力及通讯设施
(1) 电缆槽
电缆槽用混凝土浇筑,槽内铺以细砂做垫层,保护穿越 隧道的照明、通讯、信号及电力等电缆。(图3.13)
(2) 信号继电器和无人增音站洞
根据铁路隧道设计规范的相关规定设置
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4.1 铁路隧道附属建筑
运营通风设施
4.2 公路隧道附属建筑
运营通风设施
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。当自然 风流比较大,流向相对稳定时,对于较短的隧道,可直接利用 它通风。但对于纵向通风的隧道,若自然风流变化较大时,将 会影响通风效果,严重者会造成隧道无风或风机损坏。
⑤ 风速要求
风速过大,会对车辆产生不良影响,使人感到不舒服,此时 应考虑改变通风方式或进行分段通风。此外,万一发生火灾, 过大的风速会导致烟火迅速蔓延,危及下风方向的车辆和行人。 所以对风速有一定的限制。我国规定单向交通隧道设计风速不 宜大于10m/s ,特殊情况可取12m/s ;双向交通的隧道设计风 速不应大于8m/s;人车混合通行的隧道设计风速不应大于7m/s。
3 运营通风设施
(1) 自然通风
利用洞内的自然风(由洞口间的温度差、大气压力差引 起)和列车运行所引起的活塞风以达到通风的目的。
优点:简单,节能 缺点:
◆ 隧道两洞口的高差较小,总的热压差不足,不能 形成有效风速、风压
◆ 双向行车时活塞风效应受到影响
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4.1 铁路隧道附属建筑
运营通风设施
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4.2 公路隧道附属建筑
运营通风设施
⑥ 隧道类型
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。 而圆形断面的水底隧道比矩形断面更适合采用 这种通风方式,因为圆形断面除了车道空间外,还有多余的空间可以 利用,可由车道板下面的空间送风,用顶棚以上的空间排风,其效果 相当于半横向式通风的两倍。也可纵向通风+射流通风
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