特长铁路隧道通风设计问题与分析

特长铁路隧道通风设计问题与分析

发表时间：2019-04-17T13:59:25.447Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第35期作者：蒲恒[导读] 随着科技的进步与经济市场的日益强大，在建铁路穿越山岭重丘日趋增多，长隧道、特长隧道、隧道群、连体隧道等日益成为铁路建设首选穿越方案。目前铁路隧道的施工大部分仍采取新奥法施工，钻爆、排风蒲恒

中铁二十局集团第三工程有限公司重庆 401320 摘要：随着科技的进步与经济市场的日益强大，在建铁路穿越山岭重丘日趋增多，长隧道、特长隧道、隧道群、连体隧道等日益成为铁路建设首选穿越方案。目前铁路隧道的施工大部分仍采取新奥法施工，钻爆、排风、出渣、支护再进行下一循环施工成为当前施工阶段的必然途径。隧道施工过程中，有效而迅速地通风，不但能减步作业循环时间，而且可以保证隧道中有足够的新鲜空气，因此做好

铁路隧道的通风工作意义重大。本文主要从铁路隧道通风方式的选择、铁路隧道污浊空气的稀释标准以及竖井送排式通风的通风问题三个方面对特长铁路隧道通风设计的相关问题进行阐述。

关键词：铁路隧道；通风设计；问题分析

前言

近年来，我国铁路运输事业发展速度迅猛。其中，铁路隧道通风建设是铁路运输系统的重要组成部分，隧道通风方案的优劣以及运营效果的好坏将对铁路隧道的救灾工程、运营安全以及运营效益产生直接影响。因此，铁路隧道的通风设计越来越受到重视。铁路隧道通风是指向隧道内引入新鲜空气，及时排除内燃、蒸汽机车通过长大铁路隧道时排除的烟气和热量的过程。铁路隧道通风设计有助于保障乘客和机车车辆乘务人员的安全，减缓隧道内钢轨、扣件、结构物等的设备腐蚀程度，提高机车牵引力的作用。

铁路隧道通风方式的选择问题

铁路隧道通风方式的选择是完成铁路隧道通风设计工作的重要组成部分。目前铁路隧道通风按照通风方式分为自然通风和机械通风。

1.自然通风方式

铁路隧道自然通风是指利用自然风和列车的活塞风将隧道内的污浊空气及时排除的通风方式。铁路隧道由于洞外和洞内的气温不同以及隧道两端海拔高度不同，产生气压差，引起铁路隧道内空气的流动。尤其是列车通过单线隧道时，会产生与列车同方向的气流，即活塞风。这些因素引起的空气流动均成为自然通风。铁路隧道自然通风方式一般适用于短距离隧道，隧道距离一般在1.5km以下。

2.机械通风方式

铁路隧道机械通风一般采用纵向通风方式，即利用风机将隧道内的污浊空气从隧道一端吹向另一端，机械通风设施主要有风机、通风机房、动力设备、通风道以及帘幕等。风机等通风设备一般多设在低隧道口处。按照相关规定在1.5～3km的铁路隧道可采用机械无幕帘通风方式；3～4km铁路隧道在条件允许的条件下宜采用机械幕帘通风；4～7.5km铁路隧道应采用机械帘幕通风方式；7.5km以上特长铁路隧道通风，由于受到列车通过时间间隔以及机械通风风速的影响，必须在列车行车间隔时间内排出隧道的污浊空气，一般采用纵向分段式通风，即利用隧道的竖井、横洞或斜井等作为通风道，利用铁路隧道内分段设置的风机，进行铁路隧道送排风。铁路隧道机械通风的风源一般均采用大风量轴流通风机供风。相比于半横向式、横向式等通风方式，纵向式通风在风机设备及动力方面是最经济的一种通风方式。

关于铁路隧道污浊空气的稀释标准

铁路隧道内污浊空气的稀释标准是隧道通风设计的重要依据，既影响隧道通风方案的选择，又影响隧道建设的投资规模以及建成后的运营费用及隧道环保。

隧道内有害气体主要来自于隧道机动车的排放物，包括CO、NOX、HC、颗粒物等。隧道通风主要控制的是CO、NO2、颗粒物，其中CO对人体健康的影响最为突出。根据《铁路隧道营运通风设计规范》（TB10068-2010）的规定，列车通过隧道后15min内，空气中浓度NO2应在5mg/m3以下。当铁路隧道海拔高度小于2000m时，CO浓度应在30mg/m3以下；当隧道海拔在2000m～3000m之间时，CO浓度应在20 mg/m3以下，当海拔大于3000m时，CO浓度应在15 mg/m3以下，否则会对人体健康造成严重的伤害。

竖井送排式通风的通风问题

1.竖井送排式通风模式

目前我国特长铁路隧道通风一般采用纵向式通风方式，在通排风设计时充分利用施工竖井、斜井、平行导坑或横洞等辅助坑道。其中，竖井送排式是应用较为普遍的一种方式。竖井送排式通风模式是指在特长铁路隧道通风设计时，充分利用施工竖井作为隧道通风和排烟的风井之用，在风井内布设通排风风机。

2.关于通风短路问题的讨论

特长铁路隧道通风的施工竖井普遍存在距离隧道出入口较近的问题，竖井轴流机无论是送风还是排风，由于风量加在风口两侧方向上，降低了风机提供区间隧道“推-拉”纵向排烟的效率，在隧道出入口处形成通风短路，使得区间内纵向排烟风速难以达到标准风速要求。为解决分段式纵向通风隧道出入口通风短路问题，增强隧道内纵向排风效果，可以在铁路隧道出入口位置设置射流风机，形成隧道竖井送排式与射流风机相组合的通风模式，主隧道和竖井形成多入口、多出口的通风体系。

3、特长铁路隧道通风设计分析 3.1 隧道内风速是如何收到射流风机喷射角度影响的

作为一种高效且安全的通风设备，射流风机能够在隧道的轴线方向上提供一定的空气流动，进而保证内部空气的新鲜。当隧道内有烟尘的时候，烟尘由于密度较大往往聚集在隧道底轴线下方，射流风机要保持一定的喷射角度才能较好地排走隧道内的污浊空气。

3.2 如何检验通风质量是否良好

在隧道竣工之后，应该组织相关人员对隧道内的通风情况进行细致的监测，保证隧道内部通风状况良好之后再验收。监测工作最重要的是隧道内部通风结构的组织情况以及在出现烟尘时能否实现快速排走，以便于隧道在投入使用之后能够保持内部通风的正常。

3.3 建立起高质量的通风管理方案

3.3.1 隧道管理部门应当建立起完善的组织结构来实现隧道的高效管理。管理团队应当以项目经理为基础，设以安全管理员等重要职位，确保通风设备长期处在良好的运行状况下，定期对其进行检修与维护，确保出现安全事故的时候通风设备能发挥自己的功效。

3.3.2 工作人员应当定期检查隧道内的空气状况，每隔一段时间就派专人进入隧道检查一次，做好详细的检查记录，在出现问题的时候能够责任到人。

3.3.3 隧道内的通风设备应当做好保险装置，在出现故障的时候能够自主停机保证不出现更大的安全问题，保持备用的通风设备数量，在投入使用之后能够迅速顺利运行。

3.3.4 在出现安全事故之后，假如通风设备不能很好地排除隧道内的污染空气，就不应当让更多的人员进入到隧道内，直到通风设备恢复正常使用，排除洞内污染空气之后，再安排安全人员进入隧道内工作。

3.4 提升通风系统的维护力度

为了保证通风系统地顺利运行，应当时刻保持整套系统的维护力度，保证通风系统的健康运行。尤其是那些较长的软管与精密设备，都应当进行细致的保养。

结论

随着我国经济实力的进步，越来越多的地方都要使用到隧道施工技术，铁路行业也在隧道施工技术的支持下飞速发展。未来的通风技术必将更大型化、综合化，也必将与我国不断发展的铁路系统相匹配。相关技术还需要更加地完善与进化，我国铁路施工工作人员还要致力于通风设备的平民化、正常化，以此来推动我国现代建设又好又快地发展。

参考文献

[1] 汤宪高，单向华，魏志宏等.长大铁路隧道机械化施工配套技术经济分析研究[J].隧道建设，2012，32（3）：270-274

[2] 高永林.谈长大铁路隧道快速施工[J].山西建筑，2013，39（7）：174-176

作者简介

涂程（1976-），男，四川江油人，硕士，副主任医师，主要从事职业卫生和卫生工程工作