公路隧道通风技术现状及发展趋势

公路隧道通风技术现状及发展趋势

发表时间：2018-05-22T16:15:38.873Z 来源：《基层建设》2018年第6期作者：李苇侯晓燕

[导读] 摘要：当前，我国的道路交通建设发展极为迅速，在这其中，公路隧道的数量也逐步提升，因此对于公路隧道的质量要求也逐渐提高。

中铁一局集团第五工程有限公司陕西省宝鸡市 721000

摘要：当前，我国的道路交通建设发展极为迅速，在这其中，公路隧道的数量也逐步提升，因此对于公路隧道的质量要求也逐渐提高。隧道的通风系统是整个隧道工程中的重点，一个良好的通风系统不但可以保障公路隧道的行车安全，还可以延长公路隧道的使用寿命，减少后续的维修工作。本文就当前公路隧道通风系统的发展情况和系统组成，阐述了当前国内外大部分公路隧道的通风现状，分析了其特点和控制方法，对于通风系统的整体布置进行了总结，同时指出了公路隧道通风系统的发展趋势，对于实际的施工建设有一定的指导作用。

关键词：公路隧道；通风系统；施工技术；发展趋势

引言：

随着当前我国道路交通的迅速发展，各类公路建设也逐渐兴建。其中，公路隧道的数量逐步增多，建设规模也不断扩大，因此，人们越来越关注公路隧道的安全性和舒适性。对于公路隧道来说，其区域相对封闭，汽车在行驶过程中排放出的尾气无法自然的扩散到大气中，因此可能在隧道中积累，无法排放出去，污染了隧道内的空气，有害于人体的健康。同时，随着有害烟尘的逐渐堆积，隧道内的可见度也会相应降低，车辆行驶的视距也会随之下降，影响行车安全，也不利于后续的维修工作。同时，污染物的积累还会改变隧道内的结构，造成一些设备的腐蚀与破坏。因此，在隧道内必须安装相应的通风系统，使得汽车排放出的尾气可以及时的排出隧道，保证隧道内的安全、健康行车环境。

一、当前我国公路隧道通风系统的发展现状

在隧道的通风问题上，我国的起步较晚，是从国外引进的。隧道通风最先出现于铁路隧道，随着公路隧道的出现，人们才开始进行公路隧道通风系统的研究。历史上首次对于公路隧道通风进行研究是由美国发起的，而后成立了隧道通风国际研讨会，隔一段时间召开一次会议进行讨论与成果展示。

我国的公路建设发展较为缓慢，起步较晚，因此对于隧道通风等问题的研究也不够深入。1994年，才开始了公路隧道通风模型的研究，在我国现有的基础上，还借鉴了国外一些公路隧道的成功经验，编写了公路隧道的设计规范。当前，许多高校的学者也在加紧研究公路隧道通风技术。

二、公路隧道通风的组成及设计规范

公路隧道通风系统由许多部分组成，包括浓度传感器、车流量传感器等等。其中，一氧化碳、烟雾浓度传感器，是为了快速准确的测定隧道内一氧化碳浓度，监测隧道全程烟雾的组成成分，从部分区域采集数据，进行全程的监控与分析，控制风机的启动。风向检测器主要为了测定隧道内的风向，以及风速等数据，用于检测风机的运行水平，调整风机的转动频率。车辆检测是为了及时的获取隧道内的车流量和汽车运行速度，为隧道内的通风提供参考依据。

现行的公路隧道设计规范是在2000年设计的，然而当时的设计水平有限，因此在这方面的设计规范非常不完善，有许多不足之处。1999年，重庆设计院对于隧道通风和照明方面做出了大量的研究，于2000年颁布实施了现行的公路隧道通风照明设计规范。这本规范规定了公路隧道通风规划的方式与标准，在整个通风系统方面都有较为详细的介绍。但是由于当时道路的通行压力较低，隧道数量较少，因此当时的规范已经无法满足现行隧道通风技术中出现的问题，急需要更新和改进。

三、公路隧道的基本通风方式

对于公路隧道来说，基本的通风方式要具备安全可靠的特点，建设方便，投资成本少，运营管理辩解。在设计时，要充分考虑到各种通风方式的特点，比较其优缺点，综合考虑来确定最适合此条公路隧道的通风方式。按照空气在隧道中的传播状态和原理，主要的通风方式有自然通风和机械通风两种。其中，机械通风还包括多种小的分类方法。

（一）自然通风。这种方式就是单纯地利用空气之间的对流，使得两个洞口产生压力差，汽车在通过隧道时也可以使空气得到交换，因此不在隧道内安装专门的通风设备就可以使得隧道内完成通风。隧道里车辆的通行使得隧道内产生较大的风力，因此对于大部分隧道来说，都可以依靠自然通风来达到隧道内通风换气的目的。此外，隧道内的气流不稳定，使得汽车排出的一氧化碳等有害气体很难得到排出，发生火灾时，容易引起较大事故。

（二）纵向通风。纵向通风指的是从隧道一端引入隧道外的空气，并将汽车排放出去的废气从另一个洞口排放出去，从而达到通风换气的目的。纵向通风分为射流式、喷井式、喷嘴式。这种通风方式在现行的施工过程中较为常见，使用较多，因为其设计简便，成本较低。但是，如果隧道所处的环境条件不佳时，隧道施工会较为困难。

（三）混合式通风方式。对于公路隧道来说，地形条件和交通组成等多方面因素对于隧道的条件影响较大，因此采用混合式的通风方式比采用单一的通风方式，更符合隧道通风的多方面要求。混合式通风可以由多种通风方式自由组合，根据现场施工的实际环境情况，来选择最符合要求的施工方法。其中，竖井式通风方式最常用来与其他方式组合使用。

四、公路隧道的具体通风控制方法

（一）直接控制方法。这种方法是通过分布在隧道内各个检测器直接检测车辆行驶过程中，在隧道内所排放出的一氧化碳浓度和烟雾浓度。通过监测器的计算分析后，给出控制信号，从而启动分布在隧道内各个位置的风机，为遂道内提供新鲜空气，从而稀释一氧化碳，降低烟雾浓度。这种方法最为方便有效，因此是当前施工中最常采用的一种方法。

（二）间接控制方法。这种方法是对于隧道内的车流量和汽车行驶速度进行采集后，通过处理，简单的计算出一氧化碳的浓度，再与标准的数值进行比较与匹配，得出相应的结论。这种方法间接地进行参数的反馈与控制，因此其控制精度不如直接控制法，在实际工程中很少使用。

（三）现代控制方法。首先，可采用程序控制法，它是在大量实验数据的基础上，进行风机的启动与控制。程序控制法不考虑到一氧化碳浓度和车流量的变化，只是按照时间区间来进行风机的控制运行，其可靠性和运行效率较低。此外，组合控制法是通过传感器直接进