張水清

（衡陽(yáng)公路橋梁建設(shè)有限公司，湖南衡陽(yáng) 421001）

長(zhǎng)大公路隧道通風(fēng)中的問(wèn)題研究

張水清

（衡陽(yáng)公路橋梁建設(shè)有限公司，湖南衡陽(yáng) 421001）

隨著全國(guó)公路網(wǎng)建設(shè)的不斷深入，出現(xiàn)了越來(lái)越多的長(zhǎng)大公路隧道，不僅對(duì)施工技術(shù)提出了更高的要求，也迫使相關(guān)單位對(duì)隧道通風(fēng)問(wèn)題加強(qiáng)了關(guān)注。針對(duì)長(zhǎng)大公路隧道通風(fēng)進(jìn)行研究的目的在于明確其中存在的關(guān)鍵問(wèn)題，優(yōu)化通風(fēng)設(shè)計(jì)，提升隧道通風(fēng)性能，確保內(nèi)部安全。本文主要從汽車(chē)排污量計(jì)算、通風(fēng)方案選擇、防火救災(zāi)通風(fēng)以及優(yōu)化通風(fēng)設(shè)計(jì)幾個(gè)方面進(jìn)行了相應(yīng)的闡述，希望可以對(duì)相關(guān)人員起到一定參考作用。

長(zhǎng)大公路 隧道通風(fēng) 方案選擇 優(yōu)化設(shè)計(jì)

本文針對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)研究討論，切實(shí)解決當(dāng)前存在的不足之處，提升隧道通風(fēng)系統(tǒng)的整體性能，確保隧道內(nèi)部通風(fēng)安全。

1　計(jì)算汽車(chē)排污量

汽車(chē)排污是造成長(zhǎng)大公路隧道內(nèi)部空氣質(zhì)量問(wèn)題的根源，由于隧道長(zhǎng)度很大，那么其所包含的汽車(chē)數(shù)量也就很多，這些汽車(chē)所排放的尾氣總量也就越大。不僅如此，根據(jù)流體力學(xué)中對(duì)流體性質(zhì)的描述，隧道長(zhǎng)度增加，使得內(nèi)部空氣流體的流動(dòng)出現(xiàn)緩滯，空氣流動(dòng)性差導(dǎo)致通風(fēng)能力低下，無(wú)法將汽車(chē)所排放的污染尾氣有效排除隧道之外。可以說(shuō)，隧道內(nèi)部的汽車(chē)排污和汽車(chē)數(shù)量成正比，而通風(fēng)能力和隧道長(zhǎng)度成反比。因此，需要向隧道內(nèi)部注入新鮮空氣，同時(shí)排除內(nèi)部的汽車(chē)尾氣，優(yōu)化隧道內(nèi)部空氣質(zhì)量。而就汽車(chē)排污而言，其不僅關(guān)系到汽車(chē)自身發(fā)動(dòng)機(jī)性能，也關(guān)乎到燃油質(zhì)量、道路狀況等。此外，經(jīng)濟(jì)發(fā)展推動(dòng)汽車(chē)保有量持續(xù)增長(zhǎng)，加大了長(zhǎng)大隧道內(nèi)部的車(chē)流量密度，這些都對(duì)隧道內(nèi)部的空氣質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。汽車(chē)排污量受到多方面因素的影響，汽車(chē)型號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)、運(yùn)行狀態(tài)、路面狀況等方面的差異都會(huì)導(dǎo)致排污量不同。一般，在要求不高的情況下，可以通過(guò)公式V=30vn計(jì)算，其中V表示單位時(shí)間排放量，v（L）表示汽車(chē)排量，n（r/min）表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

2　防火救災(zāi)的問(wèn)題

在設(shè)計(jì)長(zhǎng)大隧道通風(fēng)系統(tǒng)的時(shí)候，不僅要考慮汽車(chē)的排污量，還需加強(qiáng)對(duì)防火救災(zāi)問(wèn)題的考量。隧道不同于開(kāi)闊的公路路段，其空間狹窄、車(chē)輛密度大，是發(fā)生交通事故的主要區(qū)段。一旦發(fā)生交通事故，就可能導(dǎo)致火災(zāi)問(wèn)題，若是火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣以及有毒氣體不能及時(shí)排除隧道之外，就可能造成更大的安全事故。所以，在設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)的時(shí)候，也必須要加強(qiáng)對(duì)防火救災(zāi)的思考，這也是隧道通風(fēng)系統(tǒng)的功能之一。但是從火災(zāi)的發(fā)生角度而言，其具有隨機(jī)性，因此難以提前實(shí)現(xiàn)防范，而且長(zhǎng)大隧道存在很長(zhǎng)的封閉區(qū)段，滅火逃生等方面都存在較大困難。若是不能及時(shí)處理火災(zāi)，后果難以想象。針對(duì)長(zhǎng)大隧道長(zhǎng)度大的特點(diǎn)，可以設(shè)置防火分區(qū)，對(duì)火源進(jìn)行隔離；設(shè)置橫向通道供涉事車(chē)輛緊急躲避；規(guī)劃煙氣排除通道和相關(guān)設(shè)備，盡快將煙氣排除隧道之外；設(shè)置逃生通道、避難室等，保障人員安全。除了這些基礎(chǔ)的工作之外，還需針對(duì)火災(zāi)時(shí)的風(fēng)機(jī)控制、風(fēng)機(jī)損壞后的協(xié)調(diào)配合、新風(fēng)送入通道和速度等等，都是需要注重研究的問(wèn)題。

3　通風(fēng)方案選擇

一般說(shuō)來(lái)，長(zhǎng)大公路隧道的通風(fēng)方式可以分為縱向、半橫向和全橫向三種基本模式，其各有優(yōu)劣，在實(shí)際的隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)中，需要在全面考量隧道實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)方案。比如，要使得隧道內(nèi)部具有良好的防火排煙效果和衛(wèi)生狀況，那么半橫向和全橫向的通風(fēng)系統(tǒng)方案就比較適合，但是這種方案在建設(shè)施工、通風(fēng)設(shè)備以及運(yùn)營(yíng)管理這些環(huán)節(jié)的成本較高。而縱向通風(fēng)方案雖然在這些環(huán)節(jié)的成本較低，但是防火排煙效果相對(duì)較差，不符合其要求。但是，就當(dāng)前的實(shí)際情況而言，橫向通風(fēng)已經(jīng)在公路隧道建設(shè)中逐漸弱化，分段縱向的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案已經(jīng)成為主流的模式。在分段縱向通風(fēng)模式不斷深入運(yùn)用的過(guò)程中，其面臨了較多問(wèn)題。比如，分段長(zhǎng)度的界定；對(duì)于特長(zhǎng)隧道中間段通風(fēng)應(yīng)該如何解決；如何控制風(fēng)機(jī)在火災(zāi)和救援時(shí)的狀態(tài)；通風(fēng)阻力應(yīng)該如何減?。伙L(fēng)機(jī)房設(shè)置在地下和地面的區(qū)別差異如何判斷；靜電除塵器經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)效果如何，等等。這些問(wèn)題的存在，使得分段縱向通風(fēng)在長(zhǎng)大公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用始終還存在一定不足，導(dǎo)致通風(fēng)系統(tǒng)的整體性能還存在很大的提升空間。

針對(duì)上述的這些問(wèn)題，業(yè)界對(duì)其展開(kāi)了長(zhǎng)時(shí)間的研究，也得出了一些具體的成果。比如針對(duì)減小通風(fēng)阻力的問(wèn)題，可以使用大直徑軸流風(fēng)機(jī)達(dá)成這一目標(biāo)；針對(duì)風(fēng)機(jī)在火災(zāi)和救援時(shí)的狀態(tài)控制，可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)和數(shù)值模擬的方式提前進(jìn)行設(shè)定。因此，在展開(kāi)長(zhǎng)大公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，在方案選擇上可以從三個(gè)方面著手。第一，根據(jù)隧道形式和具體的參數(shù)確定通風(fēng)方式，不論是縱向、橫向還是混合通風(fēng)，都需要依照實(shí)際情況確定。第二，在確定的方案中，進(jìn)行方案的深入比較。因?yàn)樵趯?shí)際的隧道通風(fēng)工程中，往往會(huì)確定2到3套設(shè)計(jì)方案，這時(shí)就需要從通風(fēng)能力、火災(zāi)表現(xiàn)、經(jīng)濟(jì)成本、安全性能等方面展開(kāi)比較，從中確定推薦方案和比較方案，再通過(guò)專(zhuān)家評(píng)審，從而確定最終方案。第三，在確定通風(fēng)方案之后，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)一步論證，尤其是施工可行性等，及時(shí)找出方案中不合理的地方，提前做好方案變更等。

4　優(yōu)化通風(fēng)方案及效果檢測(cè)

在確定基本的通風(fēng)方案之后，需要對(duì)其進(jìn)一步優(yōu)化，這也是當(dāng)前長(zhǎng)大公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)上存在問(wèn)題的一個(gè)環(huán)節(jié)，主要表現(xiàn)為優(yōu)化不足，導(dǎo)致后期變更較多。對(duì)通風(fēng)方案進(jìn)行優(yōu)化，可以使用物理實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬這兩種方法進(jìn)行，前者是通過(guò)物理模式對(duì)通風(fēng)方案的效果進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證，后者是通過(guò)數(shù)值分析檢查通風(fēng)方案的實(shí)際效果。兩種方法各有優(yōu)劣，在進(jìn)行方案優(yōu)化時(shí)，可以綜合使用，以避免單一優(yōu)化手段所導(dǎo)致的缺陷。在完成方案優(yōu)化之后，就需要檢測(cè)通風(fēng)效果，其主要內(nèi)容包括了汽車(chē)排污濃度、風(fēng)壓、風(fēng)速、風(fēng)機(jī)功率等多個(gè)方面的指標(biāo)。但是效果檢測(cè)中對(duì)火災(zāi)狀況下的檢測(cè)還存在一定問(wèn)題，就是無(wú)法有效評(píng)斷通風(fēng)方案在火災(zāi)情況下的通風(fēng)表現(xiàn)。這是因?yàn)榛馂?zāi)存在很大的隨機(jī)性，而且規(guī)模難以預(yù)測(cè)，所以檢測(cè)容易出現(xiàn)不準(zhǔn)的情況。因此針對(duì)這一問(wèn)題，需要加強(qiáng)對(duì)火災(zāi)等狀況下通風(fēng)效果的檢測(cè)，確保隧道通風(fēng)能力可靠。

5　結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)大公路隧道基于自身特點(diǎn)，在通風(fēng)上存在較多問(wèn)題。因此，需要從汽車(chē)排污計(jì)算入手，逐一解決防火救災(zāi)通風(fēng)需求、方案選擇、方案優(yōu)化以及通風(fēng)效果檢測(cè)等方面存在的問(wèn)題，保證通風(fēng)方案設(shè)計(jì)的科學(xué)合理。

［1］胡光華.長(zhǎng)大公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題［J］.江西建材，2014（07）：155.

［2］鄧長(zhǎng)平.長(zhǎng)大高速公路隧道通風(fēng)與運(yùn)行安全分析［J］.山西建筑，2010（02）：313-314.

［3］付威，王瑋津.淺談長(zhǎng)大公路隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)方案［J］.科協(xié)論壇（下半月），2010（07）：15.