公路隧道通风设计若干问题探析

公路隧道通风设计若干问题探析
作者：何发成
来源：《科学与财富》2015年第33期
摘要：公路隧道的通风设计是隧道总体设计的重要环节之一，合适的通风方案设计应综合考虑到通风效果、施工难度、设备投入、运营成本等因素，文章就公路隧道通风设计方面的一些具体问题进行了全面分析和探讨。

关键词：公路；隧道；通风；设计
我国公路交通建设在国家经济大力增长下迅猛发展，公路隧道工程建设也日益增多，特别是中长隧道甚至特长隧道的大力发展，由此隧道通风方案的选择变得尤为重要，通风方案的选择直接关系到隧道工程的救灾和运营环境等。

保证隧道内空气质量是公路隧道通风设计的关键。

同时为了保证汽车行驶过程中的安全和舒适，隧道内的有害气体或污染物质的浓度必须通过通风降至一个允许浓度以下，随之带来的还有巨大的通风能耗，因此在减少能耗的前提下，如何保证空气质量，同时满足各种情况下隧道的通风要求，隧道通风设计的各个环节都应详细分析和研究。

1 公路隧道通风设计理念和步骤
1.1设计的指导思想
通风方案设计与决策涉及多方面的因素，在决策中确定合适的指导思想，又决定了设计方法与设计参数的选取。

一般来讲，隧道通风设计应遵循以下原则：（1）标准原则。

标准和规范是设计人员必须遵循的法则，从原则上来讲应严格执行。

（2）安全原则。

以人为本，安全第一，以防为主，防治结合。

（3）实用原则。

实用性主要体现系统的设计目标，包括安全、环保、运营三个方面的因素。

（4）可靠原则。

可靠性反映系统对不同运营工况的适应能力。

（5）求实原则。

设计方案应与工程特点相结合。

（6）经济原则。

设计应追求高性价比设计原则。

（7）环保原则。

环保问题是非常关键的问题。

（8）满意原则。

一方面是指用户、建设地政府和群众对设计方案的满意程度，另一方面是指设计方案自身方面的满意程度。

1.2 通风设计的步骤
（1）通风方式的选择。

根据规范要求和工程类比情况，采取合适的通风方式。

要根据本工程具体情况，按照现行规范及本工程的特点，有必要的话需要进行专题研究和论证。

（2）通风计算参数、技术标准及交通量预测通风计算参数的选取、技术标准的采用和交通量的合理预测决定了通风方式的规模和数量。

一般隧道可按照规范进行合理选取，特长或者特大隧道有必要进行论证或者试验确定，以取得相对合适的技术参数、交通量的预测应在工程前期调查分
析的成果的基础上进行。

（3）计算原理的采用和过程。

一般隧道建议采用规范提供的相关原理进行计算，对于特长或特大隧道，建议针对通风中的关键性技术进行多学科参与的专题研究。

（4）计算结果的采用和通风规模的确定根据计算结果，采用性能可靠#耐久性好的通风设备，一般隧道最好采用适用性好的设备，特长或特大隧道可根据计算结果也可以根据设计要求采用特种设备。

2 公路隧道通风控制状态应与隧道内行车状态相匹配
由于隧道作为整条公路的一部分，隧道内的污染物稀释标准属于隧道服务水平的重要组成部分，也属于整条公路服务水平的组成部分，因此按照整条公路的服务水平划分隧道的运行工况应该更加合理、更加科学。

考虑到隧道中行车速度一般小于设计行车速度的实际情况，因此在高速公路隧道和不控制进入的双车道公路隧道的通风设计中，可以认为其阻滞工况为隧道内各车道平均车速在30km/h以下，隧道内的污染物稀释标准也与之相适应。

设计中将隧道通风控制状态与隧道内行车状态相匹配，与整条线路的服务水平相适应，使隧道通风系统作为整条线路这个有机整体的一部分进行优化设计，可防止盲目增加风量、有效地减少设备投资和运营费用、避免设备闲置浪费，具有良好的社会经济效益。

3隧道火灾通风中存在的问题和改进
公路隧道的火灾事故通风是隧道通风设计中的一个重要环节，必须引起通风设计人员的足够重视。

火灾工况时的隧道通风可以通过有效的防烟、排烟设计，控制烟气的合理流动，从而最大限度地保护人们的生命财产安全。

3.1 交通量的大小是确定道路是否需要建设以及建成什么等级的控制因素。

交通量的确定应该是一个严谨的科学推导过程。

但由于主观或客观原因往往造成交通量预测不准确。

一方面，在工程可行性研究阶段，为了工程立项，往往夸大交通量，导致通风土建、设备、运营费用的浪费。

另一方面，在一些经济发达地区，由于近些年经济发展较快，也出现了交通量的增长远远超出了原先的预测，导致通风设备不够或通风方式已不适宜。

如何准确地预测交通量，是一个有待深入研究的课题。

另外，如何处理交通量逐年增长与汽车排污量的下降之间的关系也是一个必须考虑的较为困难的问题。

3.2 隧道通风计算中交通组成直接影响需风量，尤其车辆汽柴比是一个重要指标。

目前，交通组成依据的是工程可行性研究报告，但往往缺少发动机汽柴比。

具体计算中，普遍的做法是参照目前市场上各种车型大致的发动机汽柴比来确定。

这样做，没有考虑具体路线的交通流组成特性以及远景发展趋势，其结果肯定与实际情况有出入。

因此，建议在做工程可行性研究时，一应该调查分析及预测各种车型的发动机汽柴比。

3.3 公路隧道的通风，除了要满足正常运营外，还必须满足火灾发生时的通风需求，即把两者看作是整个通风系统的两种重要的工况。

由于隧道火灾的随机性，通常很难提前预防。

加之隧道环境封闭，灭火救灾困难，一旦发生火灾，损失巨大。

可以肯定地说，防火救灾是目前
公路隧道通风的难点，而且是今后很长时间内需要研究的课题。

因而，在研究通风方案时，对于隧道防火区段的划分、横通道的设置、横通道的开启与关闭、烟流排出的路径与速度、逃生通道的空气补给、避难洞的新风需求、隔温安全段的长度和降温措施、送排风口的间距和面积、火灾时的风机控制、部分风机损坏时的风机调配等，都要逐一详细研究。

3.4 稀释空气中的异味是从提高行车舒适性角度考虑的。

《公路隧道
通风照明设计规范》规定“隧道空间不间断换气频率，不宜低于每小时5次；交通量较小或特长隧道，可采用每小时3-4次。

”在较长的下坡隧道需风量计算中，往往稀释空气中异味的需风量最大。

还应该注意的问题是，稀释空气中异味的需风量计算只与隧道长度、截面面积相关，与交通量的大小无关。

如果将稀释空气中异味的需风量作为控制需风量，那么不管交通量怎样变化，控制需风量是一样的，这就意味着隧道内的机械通风设备要满负荷不停运转下去。

3.5 《公路隧道通风照明设计规范》规定设计交通量为混合车高峰
小时交通量，计算行车速度为洞内线形行车速度。

在很多隧道的通风计算中，就直接按给出的交通量和行车速度取值，实际上这种做法是不对的。

根据交通工程学有关知识，车流密度、交通量和实际行车速度有一个对应关系：当车流密度与交通量较小时，车速可以达到最大值，即洞内线形行车速度；当车流密度、交通量逐渐增大，车速就随之逐渐减小，直至达到一个合理速度，这时交通量最大；当车流密度继续增大，交通量反而减小，车速也减小，直至形成阻塞。

因此在通风计算中必须根据交通量科学地计算实际行车车速。

4结语
公路隧道通风是长大公路隧道建设中必须认真研究和解决的重要问题。

本文提出通风设计中存在的一些问题，并探讨了解决这些问题的基本思路，旨在引起同行们的重视，加强公路隧道通风基础理论和应用技术的研究，使我国公路隧道的通风设计工作更为完善。

参考文献
[1]余伟.谈公路隧道通风设计[J].山西建筑，2012.8.
[2]夏永旭.我国长大公路隧道通风中的几个问题[J].公路，2003.5.
[3]苏立勇.公路隧道通风设计问题分析[J].现代隧道技术，2005.5.。