毕业设计之隧道通风照明设计

翠峰山隧道通风照明设计

7.1通风设计

7.1.1一般规定

公路隧道通风设计应综合考虑交通条件，地形，地物，地质条件，通风要求，环境保护要求，火灾时的通风控制，维护与管理水平，分期实施的可能性，建设与运营费用等因素。

隧道通风主要是应对一氧化碳（CO ）,烟雾和异味进行稀释，隧道通风的目的是供给洞内足够的新鲜空气，并冲淡，排除有害气体和降低风尘浓度，以改善劳动条件，保障作业人员及驾驶员的身体健康，减少安全事故。 7.1.2 污染空气的稀释标准

我国的CO 稀释标准 正常运行取250ppm

交通阻塞时，阻塞段的平均CO 设计浓度取300ppm ，经历时间不超过20min 。阻塞段的计算长度不超过1km 。 7.1.3需风量计算

对于单向交通，可以用下列经验公式作为区分自然通风与机械通风的限界，判断是否采用机械通风 LN≥2×610

（7.1）

式中：L —隧道长度（m ）

N —设计交通量（辆/h ）

取隧道长度2020m ，设计交通量按长期考虑取N=1241辆/h ，本隧道

620201240.9 2.506610L N =⨯=⨯则用机械通风。

稀释CO 的需风量计算

按《公路隧道通风照明设计规范》，CO 排放量为

()61

1

3.610n

co co a d h iv m m m Q q f f f f L N f ==⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯∑ （7.2）

式中 Qco —隧道全长CO 的排放量 （m3/s ）

qco —CO 的基准排放量（m3/辆km ）,可取0.01m3/辆·km；

fa —考虑CO 的车况系数，对于高速公路，取1.0； fd —车密度系数，对于100km/h 设计时速，取0.6；

表7.1 车密度系数fd

fh —考虑CO 的海拔高度系数，可取1.0； fm —考虑

CO 的车型系数，按表6.1.2取值； fiv —考虑CO 的纵坡车速系数，按规范取1.4； Nm —相应车型的设计交通量，见表7.3。

表7.2考虑CO 的车型系数

代入数据到（7-2）得 当Vt=100km/h 时， Qco=

6

1

0.01 1.00.6 1.0 1.42020(645140351977)3.610⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯

⨯+⨯+⨯⨯

30.0189/m s =

在各个工况速度下的CO 的 排放量如下表所示。

表7.4 各工况车速下CO 排放量（单位m3/h ）

注：交通阻滞按最长1000km 计算。

最大CO 排放量由上述计算可知在工况车速为10km/h 时，CO 排放量最大，为

30.1089/co Q m h =稀释CO 的需风量

隧址设计气温tm=20℃，换算为绝对温度为T=293K 。 稀释CO 到容许浓度的需风量为

()60

010⨯⋅⋅

=

T T

p p Q Q co

co rep δ

（7.3）

式中：P0——标准大气压（kN/m2）,取101.325 kN/m2

P —隧道内设计气压， P=P0·

RT

gh e

计算得到P=1.041632P0 代入数据到（7-3）得 Qreq(co)=

630.1082101.325293

10417.55/2671.041632101.325273

m s ⨯⨯⨯=⨯ （2）烟雾排放量为

QVI=

6

10

3.61

⨯·qVI·fa(VI) ·fd·fh(VI) ·fiV(VI) ·L·1D

n m =∑

(N m ·f m (V I

)) （7

.

4）

式中：QVI —隧道全长烟雾排放量（m3/s ）

qVI —烟雾基准排放量（m3/辆km ），可取2.5 m3/辆·km ； fa(VI)——考虑烟雾的车况系数，高速公路取1.0； fh(VI)——考虑烟雾的海拔高度系数,可取1.0； fiV(VI)——考虑烟雾的纵坡车速系数，按规范取3.1； fm(VI)——考虑烟雾的车行系数 nD —柴油车车型类别系数； L —隧道长度，2020m 。

表7.5考虑烟雾的车型系数fm(VI)

柴油车

代入数据到（7-4）得：当Vt=100km 时 QVI=

6

1

2.5 1.0 1.0

3.10.62020(6450.4403 1.0194 1.5)3.610⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯

31.4839/m s =

在各个工况速度下的CO 的 排放量如下表所示。

表7.6 各工况车速下烟雾排放量（单位m3/s ）

注：交通阻滞时按最长1000m 计算。

最大烟雾排放量为当车速为10km/h 时，3() 4.164/req Q VI m s = 因此可由稀释烟雾到设计浓度所需通风量为

()VI

req Q Q VI K

=

（7.5） 式中：K —烟雾设计浓度m-1，

对于设计时速100km/h,取0.0065；

代入数据得： 34.164

()640.6154/0.0065

req Q VI m s =

=

（3）稀释空气中异味的需风量 取每小时换空气8次，则有 Qreq （异）=

363.542020

8285.224/3600

r A L n m s t ⋅⨯⋅=⨯= （4）考虑火灾时排烟的需风量

取火灾排烟的风速为Vr=3m/s ，则需风量为 Qreq(火)=Ar·Vr=63.54×3=190.62 m3/s

综上所述，需风量按较大值取值，故取需风量Q=640.615m3/s 7.1.4通风机数量计算

隧道内所需升压力有以下三项决定

(1)空气在隧道内流动受到的摩擦阻力及出入口损失为

2

0p 2

r e r r L

v D ρζζλ

⎛⎫∆=++ ⎪⎝⎭

（7.6）

式中：△Pr —自然风阻力，N/m2

ζe—隧道入口损失系数，可取0.6, vr —隧道设计风速，m/s,本隧道为vr=

491.23

63.54

=7.731m/s λr—隧道壁面摩阻损失系数，可取0.02 ρ—空气密度，kg/3m ,可取1.2 Dr=

r r C A 4—隧道断面当量直径 Dr=r

r C A

4==7.85m Ar —隧道净空断面积，本隧道为63.542m Cr —隧道断面周长, 本隧道为32.38m

代入数据得：

22020 1.2

(10.60.02)7.73127.852

r P =++⨯

⨯⨯ 367.95a P = (2)隧道两洞口等效压差：