公路隧道機(jī)械通風(fēng)方式和短道風(fēng)向的選擇

摘 要：公路隧道通風(fēng)的目的是為了把隧道內(nèi)的有害氣體或污染物質(zhì)的濃度降至一個(gè)允許濃度以下，以保證汽車(chē)行駛的安全性和舒適性。而對(duì)于通風(fēng)問(wèn)題，首先要考慮的是通風(fēng)方式的選擇，如若采用了豎井送排式通風(fēng)系統(tǒng)，還要注意短道內(nèi)的風(fēng)向問(wèn)題。該文對(duì)這兩個(gè)方面的通風(fēng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究和分析，并提出了一些建議，希望能對(duì)以后的通風(fēng)設(shè)計(jì)有一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：公路隧道 通風(fēng)方式 短道回流

中圖分類(lèi)號(hào)：X734文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2013）05（b）-0119-01

在車(chē)流密度大的隧道里排出的廢氣較多，嚴(yán)重的影響了隧道里的空氣質(zhì)量。公路隧道的通風(fēng)就是利用機(jī)械或自然通風(fēng)方式向隧道內(nèi)壓入新鮮空氣、向隧道外排出渾濁空氣，稀釋洞內(nèi)由車(chē)輛排出的廢氣和煙霧，確保隧道內(nèi)良好的空氣狀態(tài)。而要達(dá)到通風(fēng)的目的，通風(fēng)方式的選擇尤為重要。另外若采用了豎井送排式通風(fēng)系統(tǒng)，還要特別注意短道內(nèi)部通風(fēng)的有關(guān)問(wèn)題。

1 機(jī)械通風(fēng)方式的選擇

根據(jù)風(fēng)流的流動(dòng)方向劃分，機(jī)械通風(fēng)可以分為縱向通風(fēng)、橫向通風(fēng)、半橫向通風(fēng)和混合式通風(fēng)，其中縱向通風(fēng)又可分為射流風(fēng)機(jī)縱向通風(fēng)、豎（斜）井集中排風(fēng)縱向通風(fēng)和豎（斜）井排送組合縱向通風(fēng)，半橫向通風(fēng)分為送風(fēng)式半橫向通風(fēng)和排風(fēng)式半橫向通風(fēng)。本文只討論其中幾種的特點(diǎn)及適用條件。

1.1 縱向式通風(fēng)

縱向通風(fēng)是對(duì)隧道內(nèi)氣體施加風(fēng)壓，迫使其沿隧道軸線(xiàn)方向流動(dòng)，從而達(dá)到通風(fēng)的目的。

一般在短隧道中，多采用射流風(fēng)機(jī)縱向通風(fēng)，在較長(zhǎng)的隧道中，可采用豎（斜）井縱向通風(fēng)。

相比有井式通風(fēng)，射流式通風(fēng)工程量小，通風(fēng)設(shè)備安裝簡(jiǎn)便，技術(shù)難度小，但也有運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用高，沒(méi)有單獨(dú)的防火災(zāi)分區(qū)，防火救災(zāi)困難的缺點(diǎn)。但在管理和維護(hù)方面，有井式通風(fēng)比射流式方便。

1.2 橫向式通風(fēng)

這種通風(fēng)方式設(shè)有送排風(fēng)道，使通風(fēng)風(fēng)流在隧道內(nèi)做橫向流動(dòng)，從送風(fēng)道進(jìn)入行車(chē)道，最后進(jìn)入排風(fēng)道排出。與縱向通風(fēng)相比，橫向通風(fēng)供風(fēng)均勻，污染氣體在隧道內(nèi)滯留時(shí)間短，并且有利于管理。但是這種通風(fēng)方式所需的建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用很大，限制了橫向通風(fēng)的使用。

1.3 半橫向式通風(fēng)

半橫向式通風(fēng)只需設(shè)置一個(gè)送風(fēng)道或者排風(fēng)道，隧道斷面被分成送風(fēng)道或排風(fēng)道和行車(chē)道兩部分。半橫向式通風(fēng)是介于縱向和橫向通風(fēng)之間的一種通風(fēng)方式，綜合了縱向和橫向通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，通風(fēng)效果和安全性等也介于二者之間。

1.4 混合式通風(fēng)

混合式通風(fēng)是指正常運(yùn)營(yíng)階段的縱向通風(fēng)和火災(zāi)時(shí)橫向排煙相結(jié)合的組合方式。由于這種通風(fēng)方式造價(jià)相對(duì)較高，目前主要還是在特長(zhǎng)隧道上采用。

通風(fēng)方式種類(lèi)有很多，但都有其優(yōu)缺點(diǎn)，這就要求設(shè)計(jì)人員所選擇的通風(fēng)方式要與隧道具體情況相匹配?？傮w來(lái)說(shuō)，相比較其他通風(fēng)方式，縱向通風(fēng)能較為充分的利用隧道內(nèi)通行車(chē)輛所產(chǎn)生的氣流，并且設(shè)備較簡(jiǎn)單，工程造價(jià)和營(yíng)運(yùn)費(fèi)用都較低，經(jīng)濟(jì)性好，建議在長(zhǎng)度不太長(zhǎng)的隧道中使用。而混合式通風(fēng)方式的可靠度、日常營(yíng)運(yùn)費(fèi)用，以及發(fā)生火災(zāi)時(shí)的煙氣控制方面都比較好，但由于其造價(jià)和對(duì)工程影響較大，所以建議在長(zhǎng)大隧道中推廣使用。

2 短道風(fēng)向的選擇

采用豎井送排式通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，在排風(fēng)口與送風(fēng)口之間的短道內(nèi)一般會(huì)存在風(fēng)流，稱(chēng)之為短道風(fēng)流。短道風(fēng)流有兩種可能流動(dòng)的方向，即與隧道內(nèi)整體風(fēng)流流動(dòng)方向一致或相反，一致時(shí)稱(chēng)短道風(fēng)流為順流，相反時(shí)稱(chēng)短道風(fēng)流為回流。一般在工程設(shè)計(jì)中防止短道內(nèi)出現(xiàn)回流，但筆者認(rèn)為回流也有很大的可取之處。

在順流時(shí)，隧道內(nèi)有兩處的氣體污染程度達(dá)到最高，一處是隧道出口處，而另一處就是短道的末端。大多數(shù)情況下，由于風(fēng)流在排風(fēng)口分流后繼續(xù)前行，在此過(guò)程中穿越短道的車(chē)輛對(duì)其內(nèi)的空氣還要進(jìn)一步污染，就會(huì)導(dǎo)致短道內(nèi)空氣的污染程度比排風(fēng)口空氣的污染程度還要高。相反，如果短道內(nèi)風(fēng)流為回流，則短道內(nèi)流動(dòng)的空氣是剛剛送來(lái)的新鮮空氣，空氣質(zhì)量提高，自然也不會(huì)存在短道污染程度很高的問(wèn)題。

在送排式通風(fēng)系統(tǒng)中，排風(fēng)口的壓力小于送風(fēng)口前方的氣壓，由于空氣總是由壓力高的地方向壓力低的地方流動(dòng)，所以若想達(dá)到順流目的，只有通過(guò)合理的設(shè)計(jì)使交通風(fēng)在短道局部產(chǎn)生的壓差與排風(fēng)口的負(fù)壓疊加后大于送風(fēng)口后方的負(fù)壓，才能在短道內(nèi)形成順流。有時(shí)不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)時(shí)，還需在短道頂部設(shè)置射流風(fēng)機(jī)，使射流風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的壓差加交通風(fēng)在短道局部產(chǎn)生的壓差再加排風(fēng)口負(fù)壓的壓力總和大于送風(fēng)口后方的負(fù)壓，在短道內(nèi)形成順流。反過(guò)來(lái)考慮，如果棄順流而選回流，則相對(duì)容易一些，只要在送風(fēng)口的下方或后下方適當(dāng)留送風(fēng)窗口，便會(huì)在送風(fēng)口的后方出現(xiàn)正壓，該正壓與排風(fēng)負(fù)壓之間的壓差會(huì)引導(dǎo)風(fēng)流回流。

但是，若采用回流方式，由于短道距離較短，新鮮空氣進(jìn)入后便由排風(fēng)口排出，沒(méi)有能夠充分的利用，導(dǎo)致極大的浪費(fèi)，并且由于短道內(nèi)風(fēng)流方向和行車(chē)方向相反，導(dǎo)致短道內(nèi)部真實(shí)的風(fēng)向不能達(dá)到真正的回流，況且送入短道的空氣占送風(fēng)量的比例較難確定和控制，這也正是現(xiàn)在大多隧道都采用順流而不用回流的原因。現(xiàn)在關(guān)于短道回流的設(shè)計(jì)還在研究階段，希望能給以后的短道回流設(shè)計(jì)提供參考。

3 結(jié)語(yǔ)

車(chē)輛在隧道運(yùn)行時(shí)排出廢氣并且掀起大量粉塵，影響了隧道中空氣質(zhì)量，降低了隧道內(nèi)能見(jiàn)度，不利于行車(chē)安全，尤其是在發(fā)生火災(zāi)等特殊情況下，隧道通風(fēng)就顯得十分重要。本文針對(duì)通風(fēng)方式和短道風(fēng)向的選擇進(jìn)行了分析和研究。對(duì)于通風(fēng)方式的選擇，重點(diǎn)闡述和分析了幾種通風(fēng)方式的特點(diǎn)和適用條件，建議在較短的隧道中采用縱向通風(fēng)和在長(zhǎng)大隧道中采用混合式通風(fēng)；對(duì)于在實(shí)際工程中短道風(fēng)向的選擇，提出了：（1）選用回流之后的短道基本不存在污染空氣，而順流情況下的短道污染程度卻很高；（2）相比順流，選用回流較易實(shí)現(xiàn)且方便，只需在送風(fēng)口的下方或后下方適當(dāng)留送風(fēng)窗口即可。

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