運(yùn)營(yíng)期間之隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)及計(jì)算書(shū)

1、運(yùn)營(yíng)期間之隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)及計(jì)算書(shū)在隧道運(yùn)營(yíng)期間，隧道內(nèi)保持良好的空氣和行車安全的必要條件。為了有效降低隧道內(nèi)有害氣體與煙霧的濃度，保證司乘人員及洞內(nèi)工作人員的身體健康，提高行車的安全性和舒適性，公路隧道應(yīng)做好通風(fēng)設(shè)計(jì)保證隧道良好通風(fēng)。5.1通風(fēng)方式的確定隧道長(zhǎng)度：長(zhǎng)度為為8400m，設(shè)計(jì)交交通量NN = 11227.44輛/小時(shí)，雙雙向交通通隧道。單向交通隧隧道，當(dāng)當(dāng)符合式式（5.2.1）的條條件時(shí)，應(yīng)應(yīng)采用縱縱向機(jī)械械通風(fēng)。（5.1）該隧道：遠(yuǎn)遠(yuǎn)期，故應(yīng)采用縱縱向機(jī)械械通風(fēng)。5.2需風(fēng)風(fēng)量的計(jì)計(jì)算虎山公路隧隧道通風(fēng)風(fēng)設(shè)計(jì)基基本參數(shù)數(shù)：道路等級(jí) 山嶺重重丘三級(jí)級(jí)公路車道數(shù)、交交通條件件 雙向、兩

2、兩車道、設(shè)計(jì)行車速速度 v = 400 kmm/h =111.111m/ss隧道縱坡 ii1 =22% L1 = 2400 m i2 = -2% L2=6000 mm平均海拔高高度 HH = (1779.665+1184.11)/2 = 1181.88 m隧道斷面周周長(zhǎng) Lr = 300.844隧道斷面 Arr 677.266 m2當(dāng)量直徑 DDr 9.25 m自然風(fēng)引起起的洞內(nèi)內(nèi)風(fēng)速 Vn= 2.5 mm/s空氣密度：隧道起止樁樁號(hào)、縱縱坡和設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高高：隧道進(jìn)口里里程樁號(hào)號(hào)為K00+1600，設(shè)計(jì)高程程1811.366米。出出口里程程樁號(hào)為為K1，設(shè)設(shè)計(jì)高程程1800.588米。隧隧道總長(zhǎng)

3、長(zhǎng)度L為8400m。設(shè)計(jì)交通量量：11227.44輛/h交通組成：小客 大客 小貨 中貨 大貨 拖掛19.3% 300.1% 7.8% 17.3% 22.6% 2.9%汽 柴 比比：小貨、小客客全為汽汽油車中貨為0.68：0.332大客為0.71：0.229大貨、拖掛掛全為柴柴油車隧道內(nèi)平均均溫度：取5.2.11 CO排放量量據(jù)JTJJ0266.119999公路隧隧道通風(fēng)風(fēng)照明設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范中關(guān)關(guān)于隧道道內(nèi)的CO排放量量及需風(fēng)風(fēng)量的計(jì)計(jì)算公式式，行車車速度分分別按40kkm/hh、20kkm/hh、10kmm/h的的工況計(jì)計(jì)算。取CO基準(zhǔn)準(zhǔn)排放量量為：考慮CO的的車況系系數(shù)為：據(jù)JTJJ0266

4、.119999公路隧隧道通風(fēng)風(fēng)照明設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范中，分分別考慮慮工況車車速400km/h、20kkm/hh、10kmm/h，不不同工況況下的速速度修正正系數(shù)fiv和車密密度修正正系數(shù)fd如表5.1所示：表5.1 不同工工況下的的速度修修正系數(shù)數(shù)和車密密度修正正系數(shù)取取值工況車速（km/h）402010fivi=2%1.01.00.8fd1.536考慮CO的的海拔高高度修正正系數(shù)：平均海拔高高度： 取考慮CO的的車型系系數(shù)如表表5.2：表5.2考考慮CO的車型型系數(shù)車型各種柴油車汽 油 車小客車旅行車、輕輕型貨車車中型貨車大型客車、拖拖掛車fm1.01.02.55.07.0交通量分解解：汽油車：小

5、小型客車車218，小型型貨車88，中型型貨車133，大型型客車2411柴油車：中中型客車車62， 大型客客車98，大型型貨車255，拖掛33計(jì)算各工況況下全隧隧道CO排放量量：按公式（55.3.1）計(jì)算算， （5.2.1）式中 隧道全全長(zhǎng)CO排放量(m/s)CO基基準(zhǔn)排放放量（ ），可可取 ；考慮CCO的車況況系數(shù)，取取為1.0；車密度度系數(shù)，按按表5-1取值值；考慮CCO的海拔拔高度系系數(shù)，取取考慮CCO的縱坡車速系系數(shù)，按按表5-1取值值；考慮CCO的車型型系數(shù)，按按表5-2取值值；車型類類別數(shù)；相應(yīng)車車型的設(shè)設(shè)計(jì)交通通量輛/h。當(dāng)查表得到：qco =0.001 , fa =11.1 ,

6、fdd =11.5 , fh =11.5 , LL1 = 2400 , L22 =6600 ， ffiv11 =11.0 , fiiv2 =1.0 ，其他各種工工況車速速下CO的排放放量用同同樣的方方法計(jì)算算，得出出計(jì)算結(jié)結(jié)果如表表5.3：表5.3 各工況況車速下下的CO的排放放量工況車速(km/h)402010CO排放量量（m/s）0.018810.030040.07112最大CO排排放量：由上述計(jì)算算可以看看出，在在工況車車速為110kmm/h時(shí)，CO排放量量最大，為為：稀釋CO的的需風(fēng)量量根據(jù)技術(shù)要要求，CO的設(shè)計(jì)計(jì)濃度為為：正常行駛，阻阻塞路段段為隧址夏季設(shè)設(shè)計(jì)溫度度取 ,換算成成為絕

7、對(duì)對(duì)溫度稀釋CO的的需風(fēng)量量按(5.3.2)公式計(jì)算算：(5.2.2)式中 隧道全全長(zhǎng)稀釋釋CO的需風(fēng)風(fēng)量(m/s)CO設(shè)設(shè)計(jì)濃度度（正常常路段為為2500ppmm，阻塞塞路段為為3000ppmm）；標(biāo)準(zhǔn)大大氣壓（kN/m）,取1011.3225 kkN/mm；隧址夏夏季的設(shè)設(shè)計(jì)氣溫溫（K），取 2933K；隧址設(shè)設(shè)計(jì)氣壓壓,取為 977.8880kNN/m；標(biāo)準(zhǔn)氣氣溫，取取2733K。5.2.22煙霧排排放量取煙霧基準(zhǔn)準(zhǔn)排放量量為：考慮煙霧的的車況系系數(shù)為：依據(jù)JTTJ0226.1119999公路隧隧道通風(fēng)風(fēng)照明設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范，分別考慮慮工況車車速800km/h、 600km/h、40kkm/

8、hh、20kkm/hh以及交交通阻塞塞（阻塞塞路段車車速按10kkm/hh及長(zhǎng)度度按1kmm計(jì)算）時(shí)時(shí)，不同同工況下下的速度度修正系系數(shù)和車車密度修修正系數(shù)數(shù)如表所所示：5.4不同同工況下下的和工況車速（km/h）402010i=1%1.10.720.721.536考慮煙霧的的海拔高高度系數(shù)數(shù)平均海拔高高度：，取考慮煙霧的的車型系系數(shù)如下下表5.55表5.5 考慮煙煙霧的車車型系數(shù)數(shù)柴油車輕型貨車中型貨車重型貨車、大大型客車車、拖掛掛車集裝箱車0.41.01.534按公式(55.3.3)計(jì)算各各工況車車速下煙煙霧排放放量：(5.2.3)式中 隧道全全長(zhǎng)煙霧霧排放量量(m/s)煙霧基基準(zhǔn)排放放量

9、(m/)，可取取2.55 m/；考慮煙煙霧的車車況系數(shù)數(shù)，按規(guī)規(guī)范取值值,取 1.0；考慮煙煙霧的海海拔高度度系數(shù)，按按規(guī)范查查得取1.225；車密度度系數(shù)，按按表5-4取值值；考慮煙煙霧的縱縱坡車速系系數(shù)，按按表5-4取值；考慮煙煙霧的車車型系數(shù)數(shù)，按表表5-5取值；柴油車車車型類類別數(shù)。算出各工況況車速下下的煙霧霧排放量量如下表表5.6：表 5.66 各工況況車速下下的煙霧霧排放量量工況車速（km/h）402010煙霧量（mm/ss）1.63442.13992.4044最大煙霧排排放量：由上述述計(jì)算可可知，在在工況車車速為10（km/h）時(shí)，煙煙霧排放放量最大大，為：稀釋煙霧的的需風(fēng)量量根

10、據(jù)規(guī)范，正正常時(shí)取取煙霧設(shè)設(shè)計(jì)濃度度為K=00.00070，交交通阻滯滯時(shí)取煙煙霧設(shè)計(jì)計(jì)濃度為為K=00.00090稀釋煙霧的的需風(fēng)量量按公式式(5.3.4)計(jì)算：(5.2.4)式中 隧道全全長(zhǎng)稀釋釋煙霧的的需風(fēng)量量(m/s)煙霧設(shè)設(shè)計(jì)濃度度（）5.2.33稀釋空空氣內(nèi)異異味的需需風(fēng)量取每小時(shí)換換氣次數(shù)數(shù)為5次，則則有：(5.3.5)計(jì)算得：5.2.44交通阻阻滯時(shí)的的通風(fēng)量量計(jì)算CO設(shè)計(jì)濃濃度為=3000pppm 煙霧設(shè)計(jì)濃濃度K=00.00090 取隧道長(zhǎng)度度L=110000m設(shè)計(jì)時(shí)速vv=100km/h則有：交通阻滯時(shí)時(shí)稀釋CO的需風(fēng)風(fēng)量交通阻滯時(shí)時(shí)按煙霧霧排放量量計(jì)算通通風(fēng)量結(jié)論綜合以

11、上計(jì)計(jì)算可知知，本隧隧道的通通風(fēng)量由由煙霧排排放量的的需風(fēng)量量決定，為為5.3通風(fēng)風(fēng)計(jì)算5.3.11計(jì)算條條件隧道長(zhǎng)度：隧道斷面面面積：隧道斷面周周長(zhǎng)：隧道當(dāng)量直直徑：設(shè)計(jì)交通量量（遠(yuǎn)期期）：需風(fēng)量：隧道設(shè)計(jì)風(fēng)風(fēng)速：隧址空氣密密度：表5.7 損失系系數(shù)隧道壁面摩摩阻損失失系數(shù)0.02隧道入口損損失系數(shù)數(shù)0.65.3.22隧道內(nèi)內(nèi)所需升升壓力計(jì)計(jì)算（1）自然然風(fēng)阻力力（）： (55.3.1)式中 自然風(fēng)風(fēng)阻力（N/mm）；隧道入入口損失失系數(shù)，可可按規(guī)范范取值，取0.6；自然風(fēng)風(fēng)作用引引起的洞洞內(nèi)風(fēng)速速，取23 mm/s，取3；空氣密密度，取取1.22kg/m隧道長(zhǎng)長(zhǎng)度隧道壁壁面摩阻阻損失系系數(shù)

12、，可可按規(guī)范范取值，取0.02；隧道斷斷面當(dāng)量量直徑，計(jì)計(jì)算得；隧道凈凈空斷面面積（m），隧道斷斷面周長(zhǎng)長(zhǎng)。（2）通風(fēng)風(fēng)阻抗力力（）： (5.33.2)式中隧道設(shè)設(shè)計(jì)風(fēng)速速（m/s），（3）交通通通風(fēng)力力（）： (5.3.33-1)式中交通通通風(fēng)力；隧道內(nèi)內(nèi)與同向向的車輛輛數(shù)，； (5.3.33-2)與同向向的各工工況車速速（m/s）汽車等等效阻抗抗面積（m） (5.33.3-3)式中小型車車正面投投影面積積（m），可可取2.13 m；大型車車正面投投影面積積（m），可可取5.37 m；小型車車空氣阻阻力系數(shù)數(shù)，可取取0.5；大型車車空氣阻阻力系數(shù)數(shù)，可取取1.0；大型車車比例，為0.556

13、。則有：當(dāng)速度，自然風(fēng)阻力力：=通風(fēng)阻抗力力：= = =交通通風(fēng)力力： =所需升壓力力（）：= =其他各種工工況車速速下，隧隧道內(nèi)所所需升壓壓力用同同樣的方方法計(jì)算算，得出出計(jì)算結(jié)結(jié)果5.8：表5.8 隧道內(nèi)內(nèi)所需升升壓力計(jì)計(jì)算結(jié)果果表 參數(shù)數(shù)類別取值40km/h18.45568.77750.17741.52245.786.37720km/h18.45568.777100.2260.8586.37710km/h18.45568.777200.55270.69916.5335.4通風(fēng)風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)數(shù)的計(jì)算算在滿足隧道道設(shè)計(jì)風(fēng)風(fēng)速的條條件下，射射流風(fēng)機(jī)機(jī)臺(tái)數(shù)可可按式（5.4.1）計(jì)算： （5.44.1）式中 所需射射流風(fēng)機(jī)機(jī)的臺(tái)數(shù)數(shù)（臺(tái)）；每臺(tái)射射流風(fēng)機(jī)機(jī)升壓力力（）。每臺(tái)射流風(fēng)風(fēng)機(jī)升壓壓力按式式（5.5.22）計(jì)算算： （5.44.2）式中 射流風(fēng)風(fēng)機(jī)的出出口風(fēng)速速（）； 射流風(fēng)風(fēng)機(jī)的出出口面積積（）；射流風(fēng)風(fēng)機(jī)位置置摩阻損損失折減減系數(shù)，按按規(guī)范取取值。選擇9000型射流流風(fēng)機(jī)所所需臺(tái)數(shù)數(shù)900型射射流風(fēng)機(jī)機(jī)每臺(tái)的的升壓力力的計(jì)算算：取，則有有：代入得：（）故 選擇11220型射流流風(fēng)機(jī)所所需臺(tái)數(shù)數(shù)1120型型射流風(fēng)風(fēng)機(jī)每臺(tái)臺(tái)的升壓壓力的計(jì)計(jì)算