高速公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)踐

李廣華

中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西西安 710065

高速公路的隧道通風(fēng)系統(tǒng)是高速公路隧道機(jī)電工程的一個(gè)重要組成部分。伴隨著科技的飛速發(fā)展，目前我國高速公路的建設(shè)與發(fā)展取得了很大的進(jìn)步，其中包含的高速公路隧道設(shè)計(jì)是高速公路道路建設(shè)中的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。而高速公路隧道空間相對閉塞，而車流量容易超過限度，因此研究高速公路隧道的通風(fēng)系統(tǒng)具有深刻的現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究隧道通風(fēng)系統(tǒng)的重要性

因?yàn)楦咚俟返乃淼揽臻g相對狹隘、閉塞，大量車流產(chǎn)生的尾氣不能很快地?cái)U(kuò)散開，再伴隨著空氣中CO 濃度的逐漸增加，空氣中的混合顆粒變多，會(huì)大大增加隧道中空氣的毒性和污染性，造成隧道中毒現(xiàn)象。另外，空氣中混合顆粒、灰塵的增加會(huì)降低隧道內(nèi)的能見度，會(huì)帶來不能安全行車的隱患。若高速公路隧道內(nèi)發(fā)生車禍或火災(zāi)，情況會(huì)更加危險(xiǎn)。因此，在高速公路隧道中安裝通風(fēng)系統(tǒng)控制裝置，當(dāng)隧道空氣的質(zhì)量低于一定標(biāo)準(zhǔn)，檢測設(shè)備就會(huì)自動(dòng)開啟風(fēng)機(jī)進(jìn)行及時(shí)有效的疏散，當(dāng)有害氣體擴(kuò)散，空氣煙霧濃度、能見度等達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，關(guān)閉風(fēng)機(jī)。若要達(dá)到舒適標(biāo)準(zhǔn)，就可以根據(jù)隧道的長短，采取每幾個(gè)小時(shí)向洞內(nèi)不間斷換氣的方法，來稀釋隧道內(nèi)的空氣異味，更好地保障隧道內(nèi)空氣質(zhì)量。安裝高速公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)的控制裝置可以保障高速公路上的行車安全，同時(shí)也可以更好地完成高速公路運(yùn)營和管理。高速公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)的原則是在滿足隧道通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和防災(zāi)要求的前提下，盡量減少投資和運(yùn)營費(fèi)用。

2 風(fēng)機(jī)安裝

高速公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包含一個(gè)重要環(huán)節(jié)——隧道的風(fēng)機(jī)安裝。隧道通風(fēng)設(shè)備的操作與控制工作應(yīng)用區(qū)域控制器來完成。

2.1 射流風(fēng)機(jī)的安裝

隧道通風(fēng)設(shè)備的生產(chǎn)必須嚴(yán)格按照國家生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，配套元件必須符合國家先進(jìn)生產(chǎn)水平的標(biāo)準(zhǔn)。所有材料和設(shè)備，都必須有質(zhì)量安全、合格檢測報(bào)告。風(fēng)機(jī)安裝之前必須對其規(guī)格、技術(shù)參數(shù)等進(jìn)行驗(yàn)收檢查，防止出現(xiàn)差錯(cuò)，以保障安裝工程的安全、順利實(shí)施。射流風(fēng)機(jī)的安裝位置應(yīng)在隧道建筑界限處距離20cm 的位置，安裝前要進(jìn)行支撐結(jié)構(gòu)的載荷試驗(yàn)，支撐風(fēng)機(jī)的強(qiáng)度至少應(yīng)超過實(shí)際荷載的15 倍以上，兩臺一組并列安裝。比如設(shè)計(jì)非常成功的九嶺山隧道通風(fēng)系統(tǒng)采用的就是射流風(fēng)機(jī)縱向通風(fēng)方式。風(fēng)機(jī)吊裝操作須采用兩端安裝螺栓的專業(yè)吊架進(jìn)行操作。風(fēng)機(jī)接線的設(shè)計(jì)很嚴(yán)格，接地線保證牢靠的連接，并保持與主接地回路的連通。安裝風(fēng)機(jī)啟動(dòng)柜時(shí)要注意防潮，最好選用銅端子作為露接線端子。安裝風(fēng)機(jī)控制柜來完成對風(fēng)機(jī)運(yùn)作的本地人工操控，風(fēng)機(jī)控制柜的控制信號采取就近原則，由距離最近的區(qū)域控制器來控制。

2.2 軸流風(fēng)機(jī)的安裝

軸流風(fēng)機(jī)的安裝應(yīng)按照有關(guān)機(jī)械安裝規(guī)范來進(jìn)行。安裝前應(yīng)做好全面、必要的檢查工作， 包括檢查設(shè)備的種類、型號與規(guī)格等，仔細(xì)查看質(zhì)量安全與合格證書。另一方面對安裝的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行檢查，包括混凝土質(zhì)量、地腳螺栓的安裝的位置和數(shù)量等。軸流風(fēng)流機(jī)的安裝過程要按照技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，并配合技術(shù)管理和監(jiān)制進(jìn)行指導(dǎo)和操控。所有的用電設(shè)施和控制柜要做好接地及防腐工作，以保障施工安全性。風(fēng)機(jī)安裝完成后，要進(jìn)行完工檢查，設(shè)備安裝的位置、零件的緊密度、電氣設(shè)施以及接地回路的裝置都要進(jìn)行排查。

3 風(fēng)機(jī)配電

由于隧道內(nèi)空氣潮濕，所以風(fēng)機(jī)配電的啟動(dòng)設(shè)備安裝在變電所內(nèi)。采用放射式的方法，直射每臺射流風(fēng)機(jī)。隧道電纜應(yīng)設(shè)置在隧道行車方向左側(cè)電纜溝支架上。洞內(nèi)利用機(jī)電工程設(shè)置的各種鋼筋、鋼管形成一個(gè)自然接地網(wǎng)，但應(yīng)注意接地點(diǎn)要做好防腐處理。

根據(jù)隧道中的行駛車流量及交通狀況，適當(dāng)調(diào)整通風(fēng)量及啟動(dòng)風(fēng)機(jī)的頻次和時(shí)長，一般原則是在充分保證隧道內(nèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)情況下，盡量節(jié)約成本，做到節(jié)能環(huán)保。風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的頻率也不能過于頻繁，否則會(huì)影響風(fēng)機(jī)正常使用壽命，另外還要注意平衡各個(gè)風(fēng)機(jī)的勞逸程度。根據(jù)空氣濃度、可見度值的檢測，最接近該檢測器的風(fēng)機(jī)會(huì)先啟動(dòng)。

4 實(shí)施中的安全保障措施

在安裝通風(fēng)系統(tǒng)裝置前要對設(shè)備、裝置進(jìn)行安全檢查，檢查設(shè)備及配套設(shè)施的規(guī)格、種類，零件或設(shè)施的精密度；在作業(yè)過程中要注意施工人員的安全，戴頭盔、安全帶、眼罩等防護(hù)道具；項(xiàng)目施工承包人也要擬定相關(guān)合同，保障工作人員安全；要制定具體、全面的安全施工措施；對施工過程中出現(xiàn)的突發(fā)情況或突發(fā)事件都要做好防范及救助措施；工程完工后，還要對裝置的位置、規(guī)格及數(shù)量進(jìn)行確認(rèn)和檢查，做好日后長期的安全防范工作。

5 應(yīng)用與實(shí)踐

高速公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施應(yīng)用中，都要從每一路段的實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)高速公路的地理位置、地形地貌等情況，采取縱向送排通風(fēng)方式、豎井通風(fēng)方式或者綜合方案，進(jìn)行分段、分時(shí)長通風(fēng)操作。然后按照科學(xué)、安全、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的原則確定風(fēng)機(jī)安裝和操控部署。例如云中山隧道，它位于沂州至保德高速公路路段，是一項(xiàng)全長5565m 的特長隧道。云中山隧道采用的是分段縱向送排式通風(fēng)方式，在隧道中設(shè)立豎井，將隧道分成兩段進(jìn)行通風(fēng)。整個(gè)系統(tǒng)包括38 臺射流風(fēng)機(jī)，4 臺軸流風(fēng)機(jī)以及啟動(dòng)柜等配套設(shè)施。云中山隧道在設(shè)計(jì)和實(shí)施方面，都始終保持科學(xué)性、安全性及環(huán)保性，后期檢查與故障排除工作謳做得非常好，是我國高速公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)的一個(gè)典型的成功案例。以滿足隧道內(nèi)通風(fēng)、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)營通常為基本標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行風(fēng)機(jī)布置和操作方案。江肇高速公路中的毛氈嶺隧道達(dá)到了很理想的通風(fēng)效果。毛氈嶺隧道長4780m，它的左洞以上坡為主，該隧道在完成日常車輛造成有害氣體的疏散工作下，還特別注意防災(zāi)通風(fēng)。因其下洞以下坡為主，稀釋洞內(nèi)的有害氣體粉塵、再不間斷地?fù)Q新風(fēng)除異味。在滿足了隧道通風(fēng)的基本要求下，利用地形、地勢特點(diǎn)增強(qiáng)通風(fēng)效果，能為車輛駕駛員提供更好的駕車環(huán)境和駕車條件，排除行駛過程中的障礙因素，就會(huì)減少交通事故的發(fā)生。

6 結(jié)論

高速公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要全方面的研討和全方位的合作進(jìn)行。高速公路隧道通風(fēng)是我國高速公路運(yùn)營和監(jiān)管的一項(xiàng)重要任務(wù)。切實(shí)做好隧道通風(fēng)工作，為大家提供更好的行車條件，保障行車安全，，可以更好地排除交通隱患，減少交通事故的發(fā)生。這對國家高速公路的建設(shè)具有重大的意義。

[1]李智榮.高速公路隧道通風(fēng)工程機(jī)電系統(tǒng)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)及管理[J]，2012(3).