胡清華

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司水下隧道技術(shù)湖北省工程實(shí)驗(yàn)室， 湖北 武漢 430063)

武漢三陽(yáng)路公鐵合建越江隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)

胡清華

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司水下隧道技術(shù)湖北省工程實(shí)驗(yàn)室， 湖北 武漢 430063)

武漢三陽(yáng)路隧道為穿越長(zhǎng)江的城市公路和軌道交通合建隧道，具有環(huán)保要求高、長(zhǎng)度長(zhǎng)和空間受限等特點(diǎn)，通風(fēng)排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度大，且影響隧道的投資、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用、行車(chē)安全和防災(zāi)救援。為了解決洞口環(huán)保問(wèn)題，對(duì)不同通風(fēng)方案的氣流組織、初期投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用進(jìn)行研究，確定了豎井送排式縱向通風(fēng)方案； 針對(duì)公鐵合建防災(zāi)要求高的特點(diǎn)，結(jié)合橫斷面布置，合建段公路隧道采用重點(diǎn)排煙，地鐵隧道采用分段設(shè)置排煙道的縱向排煙方式，并采用模擬分析的方法對(duì)典型火災(zāi)工況進(jìn)行了仿真計(jì)算，驗(yàn)證了排煙效果。

越江隧道； 公鐵合建； 通風(fēng)設(shè)計(jì)

0 引言

水底城市公路隧道和軌道交通隧道具有不侵占航道凈空、不影響航運(yùn)和不受氣候變化的影響等先天優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，水底隧道在沿海和沿江的一些城市得到了迅速發(fā)展，這對(duì)緩解沿海和沿江一些城市的交通發(fā)揮了重要作用，然而也隨之帶來(lái)一系列的污染和安全問(wèn)題。

國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)公鐵分建隧道通風(fēng)及排煙的研究較多。肖明清[1]以南京緯三路長(zhǎng)江隧道為例，介紹了單管雙層隧道排煙道和排煙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)在隧道側(cè)部設(shè)置上下層共用煙道，間隔設(shè)置排煙口，兩端設(shè)置排煙風(fēng)機(jī)，火災(zāi)時(shí)采用重點(diǎn)排煙的方式就近將火災(zāi)煙氣排出； 奚峰[2]介紹了單管雙層隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)基本情況，對(duì)上海4條雙層隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)的案例進(jìn)行了分析，歸納了單管雙層隧道通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)； 楊軍等[3]介紹了南京緯三路過(guò)江隧道的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)研究了通風(fēng)、溫升等問(wèn)題；張迪[4]基于既有盾構(gòu)法道路隧道的設(shè)計(jì)實(shí)踐，提出盾構(gòu)法隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)計(jì)的依據(jù)和適用標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合典型工程的通風(fēng)設(shè)計(jì)闡述了正常運(yùn)營(yíng)通風(fēng)和火災(zāi)通風(fēng)設(shè)計(jì)的原則和流程； 董永鋒等[5]針對(duì)雙洞隧道火災(zāi)提出了3種排煙方案，采用FDS軟件對(duì)各方案煙氣和溫度分布情況進(jìn)行計(jì)算，確定了3種排煙方案的適用條件； 吳小華等[6]運(yùn)用火災(zāi)動(dòng)態(tài)模擬軟件對(duì)采用獨(dú)立排煙道集中排煙的隧道火災(zāi)進(jìn)行了模擬，通過(guò)研究12種不同排煙口開(kāi)啟方案下隧道內(nèi)的煙氣蔓延規(guī)律，提出了排煙口設(shè)置的優(yōu)化方案； 車(chē)輪飛等[7]針對(duì)屏蔽門(mén)和閉式地鐵區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)，對(duì)典型區(qū)間火災(zāi)工況進(jìn)行了模擬計(jì)算，得到了2種制式下隧道通風(fēng)系統(tǒng)的控制策略； 翟毅[8]介紹了地鐵隧道通風(fēng)排煙系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，對(duì)不同工況下隧道通風(fēng)排煙系統(tǒng)的運(yùn)行模式進(jìn)行了總結(jié)歸納，為地鐵火災(zāi)數(shù)值模擬提供了技術(shù)基礎(chǔ)； 高明亮等[9]針對(duì)列車(chē)中部著火且停靠在區(qū)間隧道中部的地鐵隧道火災(zāi)情況，提出了采用在疏散平臺(tái)下先送風(fēng)，再采用傳統(tǒng)的縱向通風(fēng)的方式，并進(jìn)行模擬計(jì)算，得到了縱向通風(fēng)臨界風(fēng)速。目前對(duì)于公鐵合建隧道研究較少，曹文宏等[10]以高速公路和地鐵合建的上海長(zhǎng)江隧道為例，重點(diǎn)介紹了高速公路隧道通風(fēng)排煙設(shè)計(jì)，未涉及地鐵隧道通風(fēng)系統(tǒng)。

武漢三陽(yáng)路公鐵合建越江隧道為國(guó)內(nèi)在建的最大直徑盾構(gòu)隧道，通風(fēng)排煙設(shè)計(jì)難度大，且影響后期的防災(zāi)救援和隧道運(yùn)營(yíng)安全，文章詳細(xì)介紹了公路隧道通風(fēng)方案、排煙設(shè)計(jì)以及地鐵隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)和排煙設(shè)計(jì)。

1 工程概況

三陽(yáng)路隧道位于武漢市，穿越長(zhǎng)江段采用盾構(gòu)法施工，為城市公路和軌道交通7號(hào)線(xiàn)合建隧道，越江段采用雙管雙層方式，越江段長(zhǎng)2 590 m。線(xiàn)路北起漢口三陽(yáng)路，南接武昌秦園路(見(jiàn)圖1)。隧道上層為公路行車(chē)道，下層為軌道交通7號(hào)線(xiàn)[11-13](見(jiàn)圖2)。

公路隧道長(zhǎng)4 320 m，為雙管隧道(單向行駛)，每管隧道有3個(gè)行車(chē)道。江中段采用盾構(gòu)法施工，隧道外徑15.2 m，內(nèi)徑13.9 m，工作井之外公路隧道均采用明挖法施工，漢口和武昌明挖段長(zhǎng)度分別為680 m和1 050 m。在漢口解放大道、中山大道以及武昌和平大道、友誼大道側(cè)各設(shè)置一對(duì)匝道。設(shè)計(jì)速度60 km/h，隧道內(nèi)僅限客車(chē)通行。

軌道交通7號(hào)線(xiàn)在長(zhǎng)江兩岸設(shè)三陽(yáng)路車(chē)站和徐家棚車(chē)站，區(qū)間長(zhǎng)3 211 m，越江段與公路隧道合建，工作井至車(chē)站區(qū)間與公路隧道分建，采用內(nèi)徑5.5 m盾構(gòu)施工。車(chē)輛為A型車(chē)6節(jié)編組，接觸網(wǎng)供電，最高行駛速度為80 km/h，列車(chē)追蹤間隔為2 min。

公路隧道和地鐵隧道后期運(yùn)營(yíng)單位為獨(dú)立的部門(mén)，為了方便后期運(yùn)營(yíng)管理，公路和地鐵隧道通風(fēng)系統(tǒng)分開(kāi)設(shè)置，不考慮設(shè)備合用。

2 公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 隧道內(nèi)通風(fēng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)

隧道為城市主干道，交通量大，長(zhǎng)度長(zhǎng)，參照國(guó)際道路學(xué)會(huì)PIARC和國(guó)內(nèi)既有隧道的有關(guān)資料，考慮到城市隧道與山嶺隧道的區(qū)別，適當(dāng)提高隧道內(nèi)通風(fēng)設(shè)計(jì)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，鑒于城市隧道阻滯情況發(fā)生較多，阻滯標(biāo)準(zhǔn)參考了DG/T J08-2033—2008《道路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》[14]的規(guī)定，平均車(chē)速10 km/h的計(jì)算長(zhǎng)度為2 km，并按全程20 km/h阻滯進(jìn)行校核。采用標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

(a)

(b)

圖2 合建段隧道橫斷面圖

交通工況車(chē)速/(km/h)CO體積分?jǐn)?shù)/(cm3/m3)煙塵濃度/m-1正常60～401000．0065～0．007全程阻滯20200(15min)0．009局部阻滯(2km)10200(15min)0．009

2.2 尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)

隨著國(guó)Ⅲ、國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，汽車(chē)尾氣排放的污染物逐漸減少。環(huán)評(píng)報(bào)告對(duì)武漢機(jī)動(dòng)車(chē)生產(chǎn)情況和車(chē)輛現(xiàn)有情況進(jìn)行了調(diào)查和分析，尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)按該報(bào)告中的研究結(jié)論取值，初期汽車(chē)尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)按國(guó)Ⅲ計(jì)算，近期按50%國(guó)Ⅲ、50%國(guó)Ⅳ計(jì)算，遠(yuǎn)期按國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)選取。其中，國(guó)Ⅲ、國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)車(chē)CO排放量分別為2.3、1.0 g/km，顆粒物排放量分別為0.05、0.025 g/km。

2.3 設(shè)計(jì)交通量

根據(jù)交通量預(yù)測(cè)報(bào)告可知，初期(2017年)、近期(2020年)和遠(yuǎn)期(2030年)預(yù)測(cè)交通量分別為2 225、2 564、2 924輛/h，其中大型客車(chē)比例為10%。

2.4 需風(fēng)量計(jì)算

根據(jù)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)、交通量和交通組成對(duì)不同年限的需風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算，稀釋CO所需風(fēng)量大于稀釋煙塵所需風(fēng)量，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 需風(fēng)量計(jì)算結(jié)果

根據(jù)需風(fēng)量計(jì)算結(jié)果可知，行車(chē)速度越低，需風(fēng)量越大，平均車(chē)速10 km/h時(shí)需風(fēng)量最大，左、右線(xiàn)設(shè)計(jì)需風(fēng)量分別取427、401 m3/s。

2.5 運(yùn)營(yíng)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.5.1 運(yùn)營(yíng)通風(fēng)方案

三陽(yáng)路越江隧道長(zhǎng)度為4 320 m，兩岸隧道洞口均為辦公住宅密集區(qū)，且均為高層建筑，屬于空氣環(huán)境控制的敏感區(qū)域，對(duì)洞口空氣質(zhì)量及噪聲要求較高。根據(jù)環(huán)評(píng)報(bào)告，不允許將污染空氣超標(biāo)排至該區(qū)域，因此，全射流縱向通風(fēng)方式不適用。對(duì)豎井排出式縱向通風(fēng)和豎井送排式縱向通風(fēng)進(jìn)行對(duì)比分析。

2.5.1.1 豎井排出式縱向通風(fēng)

以右線(xiàn)為例，在武昌工作井內(nèi)設(shè)軸流風(fēng)機(jī)和排風(fēng)塔，當(dāng)交通阻滯時(shí)，污染物采用合流排放的方式。由于風(fēng)塔至隧道出口長(zhǎng)度為990 m，該段氣流方向與行車(chē)方向相反，活塞風(fēng)作為阻力考慮，為了克服該段通風(fēng)阻力，排風(fēng)機(jī)所需壓頭高達(dá)1 500 Pa，需設(shè)3臺(tái)隧道風(fēng)機(jī)，單臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量135 m3/s，風(fēng)機(jī)功率300 kW。

2.5.1.2 豎井送排式縱向通風(fēng)

同樣以右線(xiàn)為例，在武昌工作井設(shè)置排風(fēng)塔和送風(fēng)機(jī)，將入口—武昌工作井段廢氣通過(guò)風(fēng)塔排放，通過(guò)送風(fēng)機(jī)送入新鮮空氣，以滿(mǎn)足出口段新風(fēng)需求，并對(duì)出口段污染物進(jìn)行稀釋。由于進(jìn)出口段氣流方向與行車(chē)方向相同，活塞風(fēng)可作為動(dòng)力，風(fēng)機(jī)所需壓頭較低，為800 Pa。

2.5.1.3 方案比選

方案比選如表3所示。豎井送排式在土建投資上高于豎井排出式，在氣流組織、設(shè)備投資和后期運(yùn)行費(fèi)用方面均優(yōu)于豎井排出式，投資回收期約半年，因此推薦采用豎井送排式方案。

表3 方案綜合比選表

注： 運(yùn)營(yíng)費(fèi)用按全天滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行6 h計(jì)，一年365 d，電費(fèi)按1元/(kW·h)，土建投資按0.8萬(wàn)元/m2計(jì)。

2.5.2 運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)計(jì)

在兩岸工作井內(nèi)分別設(shè)置排風(fēng)塔、排風(fēng)機(jī)房和送風(fēng)機(jī)房，排風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)各設(shè)3臺(tái)排風(fēng)機(jī)，送風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)1臺(tái)送風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)參數(shù)和布置見(jiàn)表4和圖3。

表4 風(fēng)機(jī)數(shù)量表

為了防止送排風(fēng)口短道出現(xiàn)回流，送排風(fēng)口間距為50 m，送風(fēng)道設(shè)于明挖段隧道頂部，送風(fēng)口設(shè)計(jì)風(fēng)速30 m/s。

風(fēng)塔有2種設(shè)置方式： 單建或與周邊建筑合建。根據(jù)環(huán)評(píng)報(bào)告可知，單建時(shí)風(fēng)塔高度為110 m，風(fēng)塔面積25 m2，瘦高型的風(fēng)塔造型對(duì)周邊景觀影響較大，較難與周?chē)ㄖf(xié)調(diào)，故不采用單建方式?？紤]到風(fēng)塔周?chē)幸灰?guī)劃180 m的高層建筑，且與隧道建成年限基本一致，為了減少風(fēng)塔設(shè)置對(duì)周?chē)坝^的視覺(jué)沖擊，設(shè)計(jì)中將風(fēng)塔與周邊高層建筑合建，風(fēng)塔隱藏于建筑中，風(fēng)塔高度185 m。

2.6 火災(zāi)防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.6.1 公路隧道排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.6.1.1 火災(zāi)排煙方案

隧道等級(jí)為城市主干道，長(zhǎng)度長(zhǎng)，車(chē)流量大，并且洞口兩側(cè)分別設(shè)有紅綠燈。根據(jù)武漢青島路長(zhǎng)江隧道運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)可知，早晚高峰發(fā)生阻滯的情況較多，結(jié)合疏散方式和隧道實(shí)際情況，對(duì)不同地段采用不同的排煙方式。

1)盾構(gòu)段。長(zhǎng)2 590 m，人員采用縱向疏散方式，一旦在交通阻滯的情況下發(fā)生火災(zāi)，車(chē)輛和人員疏散距離長(zhǎng)、難度大。為了提高人員疏散安全性，該段采用重點(diǎn)排煙方式，利用頂部富?？臻g設(shè)置排煙道，排煙道兩端分別與漢口和武昌工作井排風(fēng)塔相連，風(fēng)塔內(nèi)軸流風(fēng)機(jī)兼作火災(zāi)工況下排煙風(fēng)機(jī)。

2)明挖段。明挖段采用橫通道進(jìn)行疏散，且設(shè)有2條匝道以及車(chē)行橫通道可用于事故工況下的人員疏散，疏散口多，疏散距離短，采用縱向排煙方式，將煙氣通過(guò)就近的工作井或隧道出口排出。

2.6.1.2 重點(diǎn)排煙模擬研究

1)火源設(shè)置。盾構(gòu)段大客車(chē)火災(zāi)，火災(zāi)熱釋放率為20 MW，火災(zāi)增長(zhǎng)速率為快速平方火。

2)幾何參數(shù)。隧道最大縱坡2.8%，隧道斷面尺寸64.1 m2，隧道高度為5.5 m，根據(jù)計(jì)算重點(diǎn)排煙時(shí)火災(zāi)產(chǎn)煙量為80 m3/s，火災(zāi)排煙量取1.5倍產(chǎn)煙量，即120 m3/s； 頂部排煙道面積14.1 m2，排煙口尺寸4 m(長(zhǎng))×1.5 m(寬)，排煙口間距60 m。

3)模擬工況設(shè)定。雙向排煙，開(kāi)啟火源附近6個(gè)風(fēng)口，模擬時(shí)間1 200 s。

采用FDS軟件對(duì)能見(jiàn)度、溫度和煙氣蔓延范圍進(jìn)行模擬計(jì)算(見(jiàn)圖4—6)。

圖4 隧道縱向2 m高處能見(jiàn)度分布圖

Fig. 4 Visibility distribution along longitudinal direction of tunnel higher than 2 m

圖5 隧道縱向溫度分布云圖(℃)

Fig. 5 Nephogram of temperature along longitudinal direction of tunnel (℃)

圖6 隧道縱向煙氣蔓延云圖

Fig. 6 Nephogram of smoke spread along longitudinal direction of tunnel

除火源附近10 m范圍內(nèi)能見(jiàn)度低于10 m、溫度高于60 ℃之外，其余區(qū)段溫度和能見(jiàn)度均能滿(mǎn)足人員疏散安全要求，且煙氣被控制在排煙口開(kāi)啟的300 m范圍內(nèi)，煙控效果較好。

2.6.2 疏散通道防煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

盾構(gòu)段底部設(shè)置疏散通道，公路隧道間隔一定距離設(shè)一處疏散樓梯，火災(zāi)時(shí)人員通過(guò)疏散樓梯進(jìn)入疏散通道，由就近的工作井疏散至地面。為了確保疏散通道的安全性，設(shè)計(jì)中采用了如下措施： 在疏散通道對(duì)應(yīng)每個(gè)疏散樓梯處將其隔成封閉的空間，疏散通道兩端設(shè)置加壓風(fēng)機(jī)，樓梯間與疏散通道隔墻上設(shè)置余壓閥，火災(zāi)時(shí)通過(guò)加壓風(fēng)機(jī)與余壓閥的聯(lián)合作用滿(mǎn)足疏散通道和樓梯間的余壓以及疏散口處的風(fēng)速要求，保證樓梯間和疏散通道余壓值分別為30 Pa和50 Pa，依次形成不同的壓力梯度，確?；馂?zāi)煙氣不進(jìn)入樓梯間和疏散通道； 為了避免疏散通道超壓，在通道兩端設(shè)置余壓閥。

3 地鐵隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 運(yùn)營(yíng)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

區(qū)間兩側(cè)分別為三陽(yáng)路站和徐家棚站，通過(guò)公鐵合建工作井將地鐵區(qū)間分為3段，長(zhǎng)度分別為344、2 590、277 m，2個(gè)車(chē)站均采用雙活塞通風(fēng)模式。正常行車(chē)工況采用活塞通風(fēng)，通過(guò)三陽(yáng)路站和徐家棚站的活塞風(fēng)井以及車(chē)站排熱風(fēng)機(jī)對(duì)區(qū)間通風(fēng)換氣，保證區(qū)間隧道溫度和乘客新風(fēng)量的要求。

采用SES4.1[15-16]模擬軟件對(duì)隧道正常運(yùn)營(yíng)時(shí)溫度和新風(fēng)量進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 區(qū)間溫度、新風(fēng)量計(jì)算結(jié)果

Table 5 Calculation results of temperature and fresh air volume for tunnel section

區(qū)間最高溫度/℃換氣次數(shù)/(次/h)初期近期遠(yuǎn)期人均新風(fēng)量/(m3/h/人)初期近期遠(yuǎn)期左線(xiàn)34．23．03．13．3205189230右線(xiàn)34．43．03．33．9223223262

由表5可以看出，區(qū)間隧道最高溫度低于40 ℃，換氣次數(shù)大于3次/h，新風(fēng)量大于30 m3/h/人，均滿(mǎn)足規(guī)范要求。

3.2 火災(zāi)排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.2.1 地鐵隧道排煙方案

合建越江區(qū)間長(zhǎng)度為2 590 m，遠(yuǎn)期高峰小時(shí)列車(chē)行車(chē)間隔為2 min，根據(jù)行車(chē)計(jì)算結(jié)果可知，該區(qū)段存在兩列車(chē)同向追蹤運(yùn)行的工況。在行車(chē)方向右側(cè)區(qū)域有富?？臻g，利用此空間作為排煙道，排煙道面積6.4 m2，在越江區(qū)間最低點(diǎn)設(shè)置公路隧道廢水泵房，由于泵房需利用排煙道的空間布置，排煙道無(wú)法全長(zhǎng)貫通，故采用了分段設(shè)置排煙道的縱向排煙方式。

根據(jù)行車(chē)核算結(jié)果可知，漢口、武昌側(cè)排煙道需設(shè)置的長(zhǎng)度分別為850、812 m，江中段928 m不設(shè)煙道，將區(qū)間分為3個(gè)通風(fēng)區(qū)段，該區(qū)段劃分可以保證相鄰的2個(gè)通風(fēng)區(qū)段內(nèi)只有一列車(chē)運(yùn)行。

在兩岸工作井處各設(shè)一個(gè)機(jī)械風(fēng)井，風(fēng)井內(nèi)設(shè)2臺(tái)隧道風(fēng)機(jī)，工作井內(nèi)對(duì)應(yīng)左右線(xiàn)各設(shè)一個(gè)電動(dòng)風(fēng)閥，漢口側(cè)和武昌側(cè)煙道端部各設(shè)一處電動(dòng)風(fēng)閥，風(fēng)閥面積10 m2。越江區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)如圖7所示。

3.2.2 典型工況模擬計(jì)算

1)火源設(shè)置。地鐵A型車(chē)火災(zāi)，熱釋放率10.5 MW，火災(zāi)增長(zhǎng)速率為快速平方火。

2)幾何參數(shù)。隧道最大縱坡2.8%，隧道斷面尺寸22.9 m2，隧道高度為4.65 m，排煙道面積6.4 m2。

3)風(fēng)機(jī)風(fēng)量。根據(jù)計(jì)算縱向排煙臨界風(fēng)速2.3 m/s，排煙量取為60 m3/s，考慮風(fēng)道漏風(fēng)后風(fēng)機(jī)風(fēng)量為70 m3/s。

圖7 越江區(qū)間通風(fēng)系統(tǒng)原理圖(單位： m)

Fig. 7 Sketch diagram of mechanism of ventilation system of Yangtze River-crossing section (m)

以越江段左線(xiàn)最不利火災(zāi)工況為例，列車(chē)在區(qū)段a車(chē)尾發(fā)生火災(zāi)，后方車(chē)輛已進(jìn)入?yún)^(qū)段c，采用SES4.1模擬軟件對(duì)該工況進(jìn)行模擬計(jì)算。開(kāi)啟漢口和武昌側(cè)排煙道端部風(fēng)閥，兩側(cè)工作井各開(kāi)啟1臺(tái)隧道風(fēng)機(jī)進(jìn)行排煙，火災(zāi)區(qū)段縱向風(fēng)速2.68 m/s，大于臨界風(fēng)速，大部分煙氣通過(guò)漢口風(fēng)道排出，少部分進(jìn)入?yún)^(qū)段b由武昌側(cè)風(fēng)道通過(guò)武昌風(fēng)井排出，煙氣不會(huì)進(jìn)入?yún)^(qū)段c，不會(huì)影響該區(qū)段內(nèi)人員的安全疏散，滿(mǎn)足火災(zāi)排煙要求(見(jiàn)圖8)。

圖8 越江段左線(xiàn)a段車(chē)尾火災(zāi)通風(fēng)示意圖(單位： m)

Fig. 8 Sketch diagram of car tail fire ventilation at section a of Yangtze River-crossing section (m)

在地鐵車(chē)行道左側(cè)設(shè)置疏散平臺(tái)，該平臺(tái)間隔一定距離設(shè)一處疏散門(mén)通往疏散通道，區(qū)段a內(nèi)列車(chē)人員可通過(guò)車(chē)頭緊急逃生門(mén)疏散至軌面，或由車(chē)廂側(cè)門(mén)至疏散平臺(tái)，迎著新風(fēng)方向往漢口井疏散，也可通過(guò)疏散平臺(tái)進(jìn)入疏散通道逃生。

4 結(jié)論與討論

1)武漢三陽(yáng)路隧道為國(guó)內(nèi)目前在建的最大直徑公鐵合建越江隧道，公路與地鐵隧道通風(fēng)排煙設(shè)計(jì)為今后類(lèi)似工程的設(shè)計(jì)提供借鑒。

2)對(duì)于地鐵隧道，利用行車(chē)區(qū)側(cè)部空間分段設(shè)置排煙道，將越江段分為3個(gè)排煙區(qū)段，解決了超長(zhǎng)區(qū)間多輛列車(chē)追蹤運(yùn)行時(shí)的通風(fēng)排煙難題。

3)目前按兩管隧道(含公路和地鐵)同一時(shí)間僅一處火災(zāi)進(jìn)行設(shè)計(jì)，下一步將針對(duì)隧道特點(diǎn)、交通量和運(yùn)營(yíng)管理方式等方面對(duì)隧道火災(zāi)概率進(jìn)行研究，探討公鐵同時(shí)發(fā)生火災(zāi)的概率和應(yīng)對(duì)措施。

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Design of Ventilation of Yangtze River-crossing Highway-Metro Integrated Tunnel on Sanyang Road in Wuhan

HU Qinghua

(HubeiProvincialEngineeringLaboratoryforUnderwaterTunneling,ChinaRailwaySiyuanSurveyandDesignGroupCo.,Ltd.,Wuhan430063,Hubei,China)

The Yangtze River-crossing highway-Metro integrated tunnel on Sanyang Road in Wuhan has many difficulties, i.e. high environmental protection, large length, limit space and hard ventilation system design. The ventilation system of the tunnel directly affects the construction investment, operation cost, traffic safety and fire rescue. For environmental protection of tunnel portal, the airflow, initial investment and operation cost of different ventilation schemes are studied; and the ventilation scheme of air-blow and air-exhaust through vertical shaft is adopted; for high fire rescue requirement, the attention should be paid to smoke exhausting of highway tunnel and the sectional longitudinal smoke exhausting method is adopted for Metro tunnel. Finally, a typical fire case is simulated and calculated.

Yangtze River-crossing tunnel; highway and Metro integration; ventilation design

2015-09-18;

2015-10-10

胡清華(1980—)，男，湖北潛江人，2005年畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)，暖通專(zhuān)業(yè)，碩士，高級(jí)工程師，從事地鐵和市政隧道通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究工作。E-mail： 15217599@qq.com。

10.3973/j.issn.1672-741X.2017.01.010

U 455.46

A

1672-741X(2017)01-0062-06