隧道标准通风设计与计算

5 通风设计及计算

在隧道运营期间，隧道内保持良好的空气和行车安全的必要条件。为了有效降低隧道内有害气体与烟雾的浓度，保证司乘人员及洞内工作人员的身体健康，提高行车的安全性和舒适性，公路隧道应做好通风设计保证隧道良好通风。

5.1通风方式的确定

隧道长度：长度为840m ，设计交通量N = 1127.4辆/小时，双向交通

隧道。

单向交通隧道，当符合式（5.2.1）的条件时，应采用纵向机械通风。

6210L N ⋅≥⨯ （5.1） 该隧道：远期，

61127.4248400.10 2.2710L N ⋅=⨯⨯⨯=⨯＞6210⨯ 故应采用纵向机械通风。

5.2需风量的计算

虎山公路隧道通风设计基本参数：

道路等级 山岭重丘三级公路

车道数、交通条件 双向、两车道、 设计行车速度 v = 40 km/h =11.11m/s

隧道纵坡 i 1 =2% L 1 = 240 m i 2 = -2% L 2=600 m 平均海拔高度 H = (179.65+184.11)/2 = 181.88 m 隧道断面周长 L r = 30.84 隧道断面 A r ＝ 67.26 m 2 当量直径 D r ＝ 9.25 m 自然风引起的洞内风速 V n = 2.5 m/s 空气密度：31.20/kg m ρ=

隧道起止桩号、纵坡和设计标高： 隧道进口里程桩号为K0+160，设计高程181.36米。出口里程桩号为K1，

设计高程180.58米。隧道总长度L 为840m 。

设计交通量：1127.4辆/h

交通组成：小客 大客 小货 中货 大货 拖挂

19.3% 30.1% 7.8% 17.3% 22.6% 2.9%

汽 柴 比：

小货、小客全为汽油车 中货为0.68：0.32 大客为0.71：0.29 大货、拖挂全为柴油车 隧道内平均温度：取20o C

5.2.1 CO 排放量

据《JTJ026.1—1999公路隧道通风照明设计规范》中关于隧道内的CO 排放量及需风量的计算公式，行车速度分别按40km/h 、20km/h 、10km/h 的工况计算。

取CO 基准排放量为：30.01/co q m km =⋅辆 考虑CO 的车况系数为： 1.0a f = 据《JTJ026.1—1999公路隧道通风照明设计规范》中，分别考虑工况车速40km/h 、20km/h 、10km/h ，不同工况下的速度修正系数fiv 和车密度修正系数fd 如表5.1所示：

表5.1 不同工况下的速度修正系数和车密度修正系数取值

考虑CO 的海拔高度修正系数：

平均海拔高度：181.36180.58

180.972

m += 取 1.45h f =

考虑CO 的车型系数如表5.2：

表5.2考虑CO 的车型系数

交通量分解：

汽油车：小型客车218，小型货车88，中型货车133，大型客车241 柴油车：中型客车62， 大型客车98，大型货车255，拖挂33 计算各工况下全隧道CO 排放量： 按公式（5.3.1）计算，

()161

3.610n

CO co a d h iv m m m Q q f f f f L N f ==

⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯∑ （5.2.1） 式中

CO Q ——隧道全长CO 排放量(m ³/s)

co q ——CO 基准排放量（3/m km ⋅辆 ），可取 30.01/m km ⋅辆 ；

a f ——考虑CO 的车况系数，取为1.0；

d f ——车密度系数，按表5-1取值；

h f ——考虑CO 的海拔高度系数，取 1.45h f =

iv f ——考虑CO 的纵坡—车速系数，按表5-1取值； m f ——考虑CO 的车型系数，按表5-2取值；

n ——车型类别数；

m N ——相应车型的设计交通量辆/h 。 当40/v km h =时 查表得到：

q co =0.01 , f a =1.1 , f d =1.5 , f h =1.5 ,

L 1 = 240 , L 2 =600 ， f iv1 =1.0 , f iv2 =1.0 ，

6

1

0.01 1.1 1.5 1.45 1.08403.610CO Q =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯

()218629825533 1.088 2.513352417⨯++++⨯+⨯+⨯+⨯⎡⎤⎣⎦ 30.0181/m s =

其他各种工况车速下CO 的排放量用同样的方法计算，得出计算结果如表5.3：

表5.3 各工况车速下的CO 的排放量

最大CO 由上述计算可以看出，在工况车速为10km/h 时，CO 排放量最大，为：30.0712/CO Q m s =

稀释CO 的需风量

根据技术要求，CO 的设计浓度为：

正常行驶200ppm δ=，阻塞路段为300ppm δ=

隧址夏季设计温度取 20o C ,换算成为绝对温度27320293T K =+= 稀释CO 的需风量按(5.3.2)公式计算：

()60010CO req CO Q p T

Q p T δ=⋅⋅⨯ (5.2.2)

式中 ()req CO Q ——隧道全长稀释CO 的需风量(m ³/s)

δ——CO 设计浓度（正常路段为250ppm ，阻塞路段为300ppm ）

； 0p ——标准大气压（kN/m ²）,取101.325 kN/m ²；

T ——隧址夏季的设计气温（K ）

，取 293K ； p ——隧址设计气压,取为 97.880kN/m ²； 0T ——标准气温，取273K 。