第11章隧道运营与养护(朱永全)

（二）公路隧道交通工程设计
公路隧道交通工程设计内容主要包括标志、标线、 交通监控、通风与照明控制、紧急呼叫、火灾报警、 防灾与避难、供配电与中央控制管理等。
隧道交通工程设施配置应遵循如下原则： （1)根据隧道交通工程分级，设施配置采用前期 配置、后期完善的方法。 （2）长度1.0km以上的公路隧道各类设施的配 置规模应根据预测交通量进行总体规划设计，并 据此一次性征用土地和实施基础工程、地下管线 及预留预埋工程等。 （3）各设施（系统）应视技术发展和交通量增 长情况等逐步补充完善。 隧道安全防灾设施设置的目的： ①在正常交通状况下，为车辆提供安全、舒适的行驶 环境； ②在事故发生时，将隧道内发生的紧急事态迅速通知 中心控制室和后续车辆，控制事故避免其扩大。
2、照明区段的划分
长隧道照明基本上可以按接近段、入口段、过渡 段、中间段和出口段五个区段划分。
其要点是： 根据现场调查确定洞外亮度；根据设计车辆、交通 方式、交通流量、空气透过率等确定中间段的所需 亮度水平；根据视觉适应规律、洞外与中间段亮度 差、亮度减低的速率等，确定入口段和过渡段的亮 度水平和长度。由于入口段和过渡段需要一定的长 度，加上出口眩光的影响，所以隧道长度在200m 以下时，不存在中间段照明，称为照明上的短隧道， 短隧道的照明问题比较复杂。长度在200m以上的 隧道，称为照明上的长隧道，一般教材要着重讨论。 长度很短的隧道，受进、出口人射自然光影响较大， 所以长度小于70m的汽车专用隧道，一般白天可以 不考虑照明。
陇海
232 成昆 襄渝 阳安 宝成 贵昆 焦柳 京原 襄黔 276 400 148 344 180 80 170 224 92 66 63 134 58 88 48 17 32 28 117 3 4 34 33 36 86 18 37 31 207/89.2 235/85.1 333/83.8 122/82.4 267/77.6 134/74.4
自然通风 运营隧道的通风 机械通风
隧道通风的一般规定： 当用内燃机车牵引时，2 km以上； 用电力机车牵引时，20 km以上的高铁、客专隧道，15km 以上 货专、客货公用隧道 应设置机械通风。 第一节 铁路隧道运营通风
（一）机械通风-纵向式通风
它是在通风机的作用下，使风流沿着隧道轴线方 向流动的通风方式。
1、公路隧道通风目的 2、改善隧道内空气污染的途径
①生产无公害汽车； ②使用滤毒装置还原被污染的空气； ③把污染空气的有害物稀释到容许值以下。
3、通风设计方法
（1）交通状况的调查 （2）环境调查、地形、地质调查 （3）通风设计内容
第二节
公路隧道运营通风
二、空气中有害物质的设计浓度
1、CO设计浓度
1971年国际道路协会常设委员会(PIARC)推荐如下： 城市隧道 正常状态70- 100ppm 阻塞状态250 ppm(15min) 山岭隧道 正常状态150 ppm 阻塞状态250 ppm(15min)
2、洞内空气的卫生标准
《铁路隧道设计规范》规定：“列车通过隧道后15 min内，空气中CO浓度应在30 mg/m3以下；氮氧化 物（换算成NO2）浓度应在10 mg/m3以下。” 《铁路隧道设计规范》规定电化运营隧道内的卫生 标准还应符合：“隧道内湿度应小于80%，温度低 于28℃，臭氧浓度应小于0.3 mg/m3，含有10％似 下游离Si02的粉尘浓度应小于10 mg/ｍ3。”
第一节 铁路隧道运营通风
3、保护洞内环境的综合治理措施
（1）提高列车通过隧道的行驶速度。 （2）隧道内铺设混凝土宽枕道床或整体道床。 （3）隧道内污染空气高峰浓度持续时间较长 地段的避车洞，宜安装防烟门，并为隧道内工作 人员配备防毒口罩。 （4）设置机械通风。
第一节 铁路隧道运营通风
二、运营通风方式
在隧道内要保证司机以设计车速安全舒适地运行， 就要首先保证照明的质量，有足够的路面平均亮度、 如果亮度高，则亮度均匀度的要求可以不很严格， 但对干燥路面和路面平均亮度较低的情况，路面亮 度均匀度（总均匀度、纵向均匀度）应予严格要求， 并要求满足眩光限制，具有诱导作用。
进行照明设计时，应考虑以下事项：
隧道状况：隧道长度、线形、净空断面、建筑限界等与 照明的关系。 照明器的选择、安装位置、照明器效率、维修率；路 面、墙壁和顶棚的种类及反射率等。 隧道附近的环境：隧道洞口与附近的野外亮度，隧道 方位及附近地形，进出引线及附近的视野状况和线形（曲线 与坡度等）状况，气象状况（晴、阴、云、雨、雾、烟尘、 霆、风及携带物等）。 交通状况：单向交通还是对向交通、汽车专用还是混 合交通、设计交通量和远期计划交通量等对照明设计的影响。 附属设备状况：电源状况、配电线路、照明器材、道 路标志、通风装置等。 维护管理状况：为保持照明水平，需要对路面污染及 墙面清洁状况等进行维护管理的程度。 根据上述情况，进行综合分析后才能作具体照明设计。
1.洞口风道式通风 2.喷咀式通风 3.竖井、斜井式通风 4.射流式通风
第一节 铁路隧道运营通风
1.洞口风道式通风
第一节 铁路隧道运营通风
2.喷咀式通风
第一节 铁路隧道运营通风
3.竖井、斜井式通风
第一节 铁路隧道运营通风
4.射流式通风
射流式通风是在隧道内安设射流式通风机，用以 升压，进行通风的方式。 射流风机的安设可采用洞口堆放式，洞内壁龛式 和拱部吊装式。 通常根据需要，在隧道洞口或沿隧道纵向以适当 的间隔安设数组，每组为1至数个射流式通风机。 射流式通风机具有体积小，风量大的特点，其喷 射风速能达到25～30m/s。
第三节 隧道养护
我国隧道养护面临的主要问题
⑴ 已建隧道营运状态堪忧; (2)隧道施工单位的良莠不齐和“重建设、轻维护”的理念; (3)我国隧道建设与维护的经验相对国外来讲，目前尚存在一 定的差距，对隧道健康的认识存在着严重不足。
第三节
隧道养护
铁路干线的隧道失格率
线别 隧道 总座数 严重漏水 (座) 衬砌裂损 (座) 仰拱、铺 底损坏 (座) 坍方落石 (座) 失格座数/失格 率(％)
436
128
95
19
27
4 3
4
1 43
8
6 5
195/44.7
83/64.8 117/36.7
319 33 第三节 隧道养护
公路隧道 公路隧道普遍存在渗漏水现象，20世纪60年代以前修建的 隧道大多未作防水处理，渗漏水问题突出。近年来一些新建的 公路隧道，也存在较严重的渗漏水。公路隧道渗漏水已被列为 公路工程十大通病之一。 公路隧道内以内燃机动车为主，废气、有害气体排放量 大，通风不良引起的洞内空气污染问题普遍存在口另外，由于 照明设计或运营管理不善，隧道内部亮度及照度达不到规范要 求，导致交通事故。这些问题极有可能引发灾难性的火灾事故。
（7）出口段照明： ①在单向交通隧道中，应设置出口段照明；出口 段长度宜取60m，亮度宜取中间段亮度的5倍； ②在双向交通隧道中，可不设出口段照明。 （8）隧道照明灯具的防护等级应不低于IP65。 IP65含义是防尘达到6级，无尘埃进入；防水达到 5级，任何方向喷水无有害影响。 防护等级“代号”的说明：表示防护等级的“代 号”通常由特征字母“IP"和两个特征数字组成。第 一位特征数字是指防护形式(1)项中的防护等级；第 二位特征数字是指防护形式(2)项中的防护等级。见 表21-11、表21-120
第二节
公路隧道运营通风
（二 ）机械通风
1、纵向式通风
2、半横向式通风 3、全横向式通风 4、混合式通风
（三）通风方式选择
五、通风用附属设施
通风时，除通风机外，还有电动机、供电、变 电设备、控制转换风路的风门、CO检测计以及烟 雾透过率计等。 通风系统不是孤立的系统，它与照明、安全 设施等有密切联系。例如发生火灾时，需要调整 通风状态，但必须有火灾报警器、紧急电话直至 闭路电视等设备及时发现异常情况。 通风系统的电源应有2套独立的供电系统，并 能自动转换。
2、按稀释烟尘计算新风量
nD 1 QVI q f f f f ( N m f m(VI ) ) 6 VI a (VI ) d h (VI ) IV (VI ) 3.6 10 m 1
3、交通阻滞条件下稀释CO浓度的检算 4、关于安全通风 5、稀释空气中异味的需风量
四、通风方式的选择
（一）通风方式概述
3、公路隧道照明设计要求
(1)长度大于100m的隧道应设置照明。 (2)照明设计应综合考虑环境条件、交通状况、交通 结构设计、供电条件、建设与营运费用等因素。 (3)照明设计路面亮度总均匀度应不低于表15-6的要 求，路面亮度纵向均匀度应不低于表15-7的要求。
（4）中间段亮度： ①中间段亮度可按表15—8取值；
三、通风量的计算
第一节 铁路隧道运营通风
四、Βιβλιοθήκη Baidu风阻力计算
1、摩擦阻力 2、局部阻力 3、风道总阻力
第一节 铁路隧道运营通风
第二节 公路隧道运营通风
一、公路隧道运营通风概述 二、空气中有害物质的设计浓度 三、新风量计算 四、通风方式的选择 五、通风用附属设施 六、公路隧道照明及其它运营设施
一、公路隧道运营通风概述
第二节
公路隧道运营通风
六、公路隧道照明及其它运营设施
（一）隧道照明 （二）公路隧道交通工程设计
第二节
公路隧道运营通风
（一）隧道照明
1、概述 2、照明区段的划分 3、公路隧道照明设计要求 4、其它问题
第二节
公路隧道运营通风
1、概述
第二节
公路隧道运营通风
1、概述
《规范》规定300m以下的行人稀少且交通量不大的隧 道可不设照明，但二级以上公路隧道长度超过l00m时 必须有可靠的照明设施。
（5）入口段亮度
L th kL20 (S)
Lth——入口段亮度（cd／m2）； K——入口段亮度折减系数，可按表 15-9取值； L20(S)——洞口亮度(cd／m2）。
（6）过渡段照明 ①过渡段亮度。过渡段由TR1, TR2, TR3三个照明 段组成，与之对应的亮度可按表15-10取值；
②过渡段长度。过渡段的长度可按表15-11取值。
②当行车道单向交通700辆／h<N≤2400辆/h,双向 交通360 /h<N≤1300辆／h，且通过隧道的行车时 间超过135s时，可按表15-8的80%取值； ③人车混合通行的隧道中，中间段亮度不得低于 2.5cd/m2；
④隧道两侧墙面2m高范围内，宜铺设反射率不 小于0. 7的强面材料；为了增加诱导性，早期发 现障碍物和看清车道界线，除了保证亮度、均 匀度以外，车道的分隔线、路缘石应该是反射 率最高的白色线条标志或反光标志。 ⑤灯具布置应满足闪烁频率低于2.5Hz的要求； ⑥中间段灯具的平面布置形式可采用单光带布 置、两侧交错布置或两侧对称布置；灯具的间隔S 与悬挂高度H之间，如果组合得好，则路面亮度均 匀度能较好的得到满足。一般可按下列关系组合： 对称排列S<2.5H；中间排列及交错排列S<l.5H ⑦紧急停车带宜采用荧光灯光源，其照明度应大于 7 cd/m2； ⑧连接通道亮度大于2 cd/m2。
第一节 铁路隧道运营通风
（二）机械通风-全横向式通风
在通风机的作用下，风流的方向与隧道轴线方 向成正交的称为横向式通风。
第一节 铁路隧道运营通风
（三）机械通风-半横向式通风
这种通风系统是在隧道的顶部设置进风管，并在进风管的下 部，沿隧道的长度方向每隔一定距离开一通风口，气流则沿 通风口流向隧道内，然后隧道内的空气在新鲜气流的推动下， 沿隧道的纵向排出洞外。半横向式通风效果比纵向好，但没 有全横向式通风能力强。 第一节 铁路隧道运营通风
2、烟雾设计浓度
现行《公路隧道通风照明设计规范》规定，当采用钠灯光源时，烟雾设 计浓度应按表8.4取值，当采用荧光灯光源时烟雾设计浓度提高一级。
三、新风量计算
1、按稀释 CO计算新风量
QCO
n 1 q f f f f L (Nm f m ) 6 CO a d h iv 3.6 10 m 1
第十一章 隧道运营与养护
第一节 铁路隧道运营通风 第二节 公路隧道运营通风
第三节 隧道养护
第一节 铁路隧道运营通风
一、铁路隧道通风概述 二、运营通风方式 三、通风量的计算 四、通风阻力计算
一、铁路隧道通风概述
1、铁路隧道通风目的 2、洞内空气的卫生标准 3、保护洞内环境的综合治理措施
第一节 铁路隧道运营通风