第三章-隧道附屬建筑

第三章隧道附屬建筑隧道主體結(jié)構(gòu)完成后，還不能保證車輛的安全通行，為了隧道能正常使用，還必須修建一些附屬建筑物。它們包括：安全避讓設(shè)施、電力通訊信號的安放設(shè)施、防排水設(shè)施等。由于行駛的車輛不同，鐵路隧道與公路隧道的附屬建筑物有一定的區(qū)別。第一節(jié)鐵路隧道附屬建筑一、避車洞當列車通過隧道時，為了保證洞內(nèi)行人、維修人員及維修設(shè)備的安全，在隧道兩側(cè)邊墻上交錯均勻地修建了洞室，用于躲避列車，故稱之為避車洞。根據(jù)避車洞室的大小，分為大避車洞和小避車洞兩種。（一）避車洞的布置大避車洞在碎石道床的隧道內(nèi)，每側(cè)相隔300m布置一個大避車洞，在整體道床的隧道內(nèi)，因人員待避行車較方便，且線路維修工作量較小，故每側(cè)相隔420m布置一個大避車洞門。

當隧道長度在300?400m時，可在隧道中間布置一個大避車洞；隧道長度在300m以下時，可不布置大避車洞；如果兩端洞口接橋或路塹，當橋上無避車臺或路塹兩邊側(cè)溝外無平臺時，應(yīng)與隧道一并考慮布置大避車洞。小避車洞無論是碎石道床還是整體道床，在單線隧道內(nèi)，每側(cè)邊墻應(yīng)間隔60m，雙線隧道每側(cè)邊墻間隔30m，布置一個小避車洞。布置時應(yīng)結(jié)合大避洞一起考慮，有大避車洞的地點就不再設(shè)置小避車洞。同時，還應(yīng)注意不得將避車洞設(shè)于襯砌斷面變化處、不同襯砌類型銜接處或變形縫處。如隧道鄰近有農(nóng)村市鎮(zhèn)，估計由隧道通行的人較多，或曲線半徑小，視距較短時，小避車洞還可適當加密。大小避車洞平面布置的方式如圖3-1所示。其中（a）圖適用于碎石道床，（b）圖適用于整體道床。-內(nèi)軌頂面 i11內(nèi) 5超高后內(nèi)外側(cè)軌枕端頭道碴面聯(lián)線. J.—n卅M外側(cè)hi 2] ―一一一 - E,312側(cè)_LT—\E\1 50 150 < 50 圖3-2避車洞底部標高示意圖圖3-2避車洞底部標高示意圖（單位：cm）避車洞底部標高當避車洞位于直線上且隧道內(nèi)有人行道時，為便于維修小車和行人躲入，避車洞底面應(yīng)與人行道頂面齊平；無人行道時，避車洞的底面應(yīng)與道碴頂面（或側(cè)溝蓋板頂面）齊平，采用整體道床時，應(yīng)與道床面齊平。當避車洞位于曲線上時，因受曲線外軌超高的影響，采用碎石道床的隧道內(nèi)，在各種不同的超高值E時，線路內(nèi)側(cè)和外側(cè)軌枕端頭道床面（即避車洞底面）低于內(nèi)軌頂面的高度分別為%及蝴如圖3-2所示。其值為：(3-1)內(nèi)側(cè)： 匕=25+0.33(3-1)夕卜側(cè)： "2=25—1.33E（cm）式中：E——曲線外軌越高值，cm；25cm——隧道內(nèi)線路采用鋼筋混凝土軌枕未加超高時，內(nèi)軌頂面至軌枕端頭道床面（避

車洞底面）的高度。當線路為整體道床時，應(yīng)根據(jù)鋼軌、扣件的類型，道床結(jié)構(gòu)形式、尺寸等另行確定。為了使避車洞的位置明顯，應(yīng)將洞內(nèi)全部及洞周邊30cm寬粉刷成白色，并在洞的兩側(cè)各10m處的邊墻上標醒目一白色箭頭指向避車洞。（二）避車洞的凈空大小及襯砌類型大小避車洞的形狀及基本尺寸見圖3-3，圖中括號內(nèi)的數(shù)字為小避車洞的尺寸。大避車洞的凈空尺寸為4.0（寬）X2.5m（深）X2.8m（中心高）。小避車洞的凈空尺寸為2.0（寬）X1.0m（深）X2.2m（中心高）。避車洞的襯砌類型應(yīng)和隧道襯砌類型相適應(yīng)。（單位：cm）括號中數(shù)字為小避車洞尺寸圖3-3大、小避車洞基本尺寸二、電力及通訊設(shè)施（一） 電纜槽穿越隧道的各種電纜，如照明、通訊、信號以及電力等電纜，必須有一定的保護措施，即設(shè)置電纜槽來防止潮濕，腐爛以及人為的破壞。電纜槽用混凝土澆筑，可緊靠水溝并行設(shè)置，且位于軌道一側(cè)，或設(shè)置在水溝的異側(cè)（當為單側(cè)水溝時）。槽內(nèi)鋪以細鈔做墊層，低壓電纜可直接放在墊層面上，高壓電纜則吊在槽邊預(yù)埋的托架上。槽頂設(shè)有蓋板防護。蓋板頂面應(yīng)與避車洞底面或道床頂面齊平。當電纜槽與水溝同側(cè)并行時，應(yīng)與水溝蓋板齊平。通信、信號電纜可設(shè)在一個電纜槽內(nèi)，也可以分設(shè)，但必須和電力電纜分槽設(shè)置。電纜槽在轉(zhuǎn)折處，應(yīng)以半徑不小于1.2m的曲線聯(lián)接，以免電纜彎曲而折斷。當隧道長度大于500m時，需在設(shè)有電纜槽的同側(cè)大避車洞內(nèi)設(shè)置余長電纜槽。設(shè)置方式為：隧道長度在500?1000m時，在隧道中間設(shè)置一處，1000m以上的隧道則每隔500m設(shè)置一處。（二） 信號繼電器箱和無人增音站洞隧道內(nèi)如需設(shè)置信號繼電器，則應(yīng)在電纜槽同側(cè)設(shè)置信號繼電器箱洞，其寬度和深度均為2m,中心寬度為2.2m。

根據(jù)電訊傳輸衰耗和通訊設(shè)計要求，在隧道內(nèi)設(shè)置無人增音站時，其位置可根據(jù)通信要求確定，亦可與大避車洞結(jié)合使用，如不能結(jié)合時，則另行修建，其尺寸同大避車洞。電力牽引的長隧道，如需設(shè)置存放維修接觸網(wǎng)的絕緣梯車洞時，宜利用施工輔助坑道或避車洞修建，其間距約為500m。三、運營通風設(shè)施列車通過隧道時，會排出大量的有害氣體，同時還會散發(fā)出許多熱量。此外，襯砌縫隙也不時滲透出某些天然地下有害氣體和潮濕氣體，再加上維修人員在工作時不斷呼出二氧化碳，這些因素使隧道內(nèi)空氣變得污濁、熾熱和潮濕，時間一長，其濃度變大，就會使人呼吸閑難，健康受到威脅，工作效率也隨之降低，洞內(nèi)線路也易被腐蝕。為此，必須進行洞內(nèi)通風，將有害氣體及熱量等排出洞外，并把新鮮空氣引入洞內(nèi)。運營隧道的通風有自然通風和機械通風兩種。自然通風利用洞內(nèi)的自然風流和列車運行所引起的活塞風來達到通風的目的，因而是一種簡單而又節(jié)約能源的通風方式，在選擇通風方式時應(yīng)優(yōu)先考慮，但如存在以下不利情況時，則效果不佳：隧道兩洞口的高差較小，總的熱壓差不足，不能形成有效風速、風壓；隧道是雙向行車，活塞風效應(yīng)受到影響。自然風是由隧道兩個洞口的大氣條件(氣壓、溫度、風速等)和高差引起的壓頭差值所引起的，這些因素很復(fù)雜，因此自然風的變化是復(fù)雜而不穩(wěn)定的，目前還設(shè)有可靠的計算自然通風量的一般算式，因而希望通過計算來精確地給出隧道自然通風的最大容許長度還不可行，故在實用中，仍然以從實踐中總結(jié)的規(guī)律為準，即凡不需設(shè)置機械通風的隧道均為自然通風。機械通風機械通風是當自然通風不能滿足要求時，采用通風機械將洞內(nèi)外氣體進行交換，來達到通風之目的?！惰F路隧道設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：內(nèi)燃機車牽引的單線隧道，長度在2km以上宜設(shè)置機械通風。電力機車牽引的單線隧道，長度在8km以上宜設(shè)置機械通風。若行車密度較低、自然風條件較好時，可適當加長長度。雙線隧道應(yīng)根據(jù)行車密度、自然條件等具體情況，選定設(shè)置機械通風的隧道長度和通風方式；對于內(nèi)燃牽引的雙線隧道，當隧道長度L(km)X行車密度N(對/d)3100時，應(yīng)設(shè)置機械通風。鐵路隧道機械通風一般采用縱向式通風，這是一種在通風機的作用下使風流沿著隧道全長方向流動的通風方式，按具體通風形式的不同分為：洞口風道式通風這種通風方式是把通風機設(shè)置在隧道高洞口端處，通風道與隧道聯(lián)通。當列車車尾一出洞口，立即開動通風機(抽風)，把已被活塞風擠到出洞口段內(nèi)的污濁空氣排出洞外。與此同時，洞外新鮮空氣由低洞口端隨著風流帶進隧道內(nèi)，從而完成一次通風作業(yè)。為防止通風機工作時，新鮮空氣從高洞口吸進隧道造成空氣短路，降低通風效果，需在

高洞口設(shè)置一個用鋼或鋼木結(jié)構(gòu)組成的框架式簾幕。它用軌頂電路與信號系統(tǒng)進行連鎖，當列車駛向隧道時，簾幕自動提起，列車通過后即自動落下。圖3-4所示的為一座3km長的隧道采用的洞口風道縱向式通風布置圖。通風機風道740m圖3-4通風機風道740m圖3-4洞口風道縱向式通風示意圖由于簾幕的笨重及起落的可靠性較差，在實際應(yīng)用中，也采用無簾幕的洞口風道式通風，但會由于“空氣短路”而損失一些風量。亦有采用空氣簾幕代替金屬簾幕的，如1989年在關(guān)角隧道試用的空氣簾幕。此外，還可采用縮小風道口斷面、減小吹入風流與隧道中線的夾角、提高吹入風速等辦法來取代簾幕，下述噴咀式通風就是這樣一種方式。噴阻式通風對干列車運行密度大，且不太長的隧道，可采用環(huán)形風咀式通風方式，如圖3-52所示。它是在隧道洞門處的襯砌上方，設(shè)計一個匯集新鮮空氣的氣室，室的盡端在襯砌周邊上做成環(huán)形噴咀通向洞內(nèi)。開動通風機，洞外新鮮空氣被壓送到氣室，當積聚到一定壓力時，由噴咀以高速和極小的交角噴進隧道內(nèi)，形成穩(wěn)定風流。洞口段可不做簾幕，新鮮空氣不會從洞口溢出，反而會由于高速風流引起的負壓，帶進一些新鮮空氣。但這種通風形式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工工藝要求高，維修不方便，且能量大部分損失在噴嘴的阻力及噴入隧道時空氣的非彈性沖擊上面(動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，因而設(shè)備效率不高。豎井、斜井式通風經(jīng)研究分析，機械通風所需動力與隧道長度的立方成正比，所以隧道通風長度越長，就越不經(jīng)濟。因此，對于長大隧道往往需要專門設(shè)置豎井來對隧道進行分段通風，如瑞士境內(nèi)長達57km的圣哥達(Gotthard)鐵路隧道，就設(shè)置了三座通風豎井。另外，當長大隧道的縱坡為人字坡時，污濁空氣常積聚在坡頂。若在隧道施工中，為增加開挖工作面設(shè)置了豎井或斜

井作為輔助坑道，則可利用它們作為運營中的通風道，把通風機置于豎井或斜井的頂部，借助風機和豎井的換氣作用，可以產(chǎn)生很好的通風效果。射流式通風射流風機均為軸流風機，因為采用的風機出口風速較大（達30m/s左右），對隧道內(nèi)的空氣縱向流動起到了引射作用，故稱為射流風機。射流風機的特點是體積小、風力大、風向可逆、設(shè)備費用少、但噪聲大。它的基本構(gòu)造見圖3-6,設(shè)置與工作方式見圖3-7。射流風機要占用隧道斷面空間，但省去了洞口風道式通風的風道與風機房。射流風機的基本布置方式有兩種，一種是沿隧道縱向等距離布置，其間距宜在100?150m，可以保證風流均勻擴散，每個設(shè)置斷面上設(shè)一至兩臺風機，一般懸于拱頂。在確定隧道建筑限界時，必須保證風機的位置。在電氣化隧道中風機不要與拱頂?shù)碾娏€路太靠近。另一種是集中布置在洞口。射流通風源于公路隧道，近年來在國內(nèi)外已逐漸地應(yīng)用于鐵路隧道。我國鐵路最早運用的是焦柳線上長2528m的牙己隧道，于1989年改裝為射流通風系統(tǒng)，效果不錯。第二節(jié)公路隧道附屬建筑公路隧道的附屬設(shè)施較多，有通風設(shè)施、照明設(shè)施、安全設(shè)施、應(yīng)急設(shè)施、電力及通訊設(shè)施、防排水設(shè)施等，下面分別予以介紹。一、緊急停車帶當隧道中行駛的車輛發(fā)生故障時應(yīng)及時離開干道進行避讓，以免發(fā)生交通事故，緊急停車帶就是專供緊急停車使用的停車位置。尤其在長大隧道中，故障車必須盡快離開干道，否

則必然引起交通阻塞，甚至導(dǎo)致交通事故。因此，高速公路、一級公路的特長和長隧道，應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置緊急停車帶。為使車輛能在發(fā)生火災(zāi)時避難和退避，對于10km以上的特長隧道還宜考慮設(shè)置方向轉(zhuǎn)換場地（或稱回車道設(shè)施）。緊急停車帶的間隔主要根據(jù)故障車的可能滑行距離和人力可能推動的距離而定。一般很難斷言其距離的大小，如小轎車較卡車滑行的距離長，人力推動也較省力；下坡較上坡時滑行的距離長，推動時也省力，依據(jù)經(jīng)驗，隧道內(nèi)緊急停車帶的間距一般可取為500?800m。我國目前參照國際道路常設(shè)委員會（PIARC）的隧道委員會推薦值來確定緊急停車帶的有關(guān)參數(shù)，即超過2km以上的隧道必須考慮設(shè)置寬2.5m、長25?40m的緊急停車帶，間隔為750m。參見圖3-8。（單位：m）（單位：m）方向轉(zhuǎn)換場

（需要時設(shè)置），圖3-8緊急停車帶及方向轉(zhuǎn)換場設(shè)置示意圖二、行人、行車橫洞和預(yù)留洞室設(shè)計規(guī)范規(guī)定，行車方向分離的雙洞公路隧道，當長度超過400m時，宜設(shè)置行人橫洞，長度超過800m時，宜設(shè)置行車橫洞，以供巡查、維修、救援及車輛轉(zhuǎn)換方向用。其設(shè)置的間距和尺寸如表3-1所示。若隧道長度為400?600m時，可在隧道中間設(shè)一個行人橫洞，長度小于400m時，可不設(shè)行人橫洞；當隧道長度為800?1000m時，可在隧道中間設(shè)一行車橫洞，長度小于800m時，可不設(shè)行車橫洞。表3—1橫洞間距尺寸名稱間距尺寸寬高行人橫洞200?3002.02.2行車橫洞400?5004.04.5橫洞的襯砌類型，一般應(yīng)和隧道相應(yīng)部位襯砌類型相同，行人橫洞的底面應(yīng)與人行道或邊溝蓋板頂面平齊。行車橫洞兩端應(yīng)與路緣順坡，并設(shè)半徑不小于5m的轉(zhuǎn)彎喇叭口。另外，500m以上的高速公路、一級公路隧道，宜單獨設(shè)置存放專用消防器材等的洞室，并做出明顯標志。三、運營通風建筑物公路隧道對運營通風的要求較高，可供選擇的通風方式也較多，選擇時主要考慮因素是隧道的長度和交通流量。此外，還應(yīng)適當考慮當?shù)貧庀?、環(huán)境、地形等條件，在充分考慮了各種條件之后，才可能定出既有效又經(jīng)濟的通風方式。如同鐵路隧道一樣，公路隧道的通風方式也分為自然通風和機械通風兩種，但其機械通風方式比鐵路隧道要多。按行車道空間的空氣流動方式，將公路隧道的通風方式歸納如下：

自然通風—縱向式—射流式—風道式和噴咀式—豎井排風式—半橫向式—送風式」吸風式機械通風—全橫向式—混合式在選擇通風方式時，首先應(yīng)確定隧道內(nèi)所需的通風量，然后論證自然通風能否滿足要求，如果不能，則應(yīng)當采用機械通風。從世界各國的隧道實例來看，長度在200m以下，甚至200?500m的對向交通隧道，在一定的交通量以下，可以考慮用自然通風。我國《公路隧道通風與照明設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，宜設(shè)置機械通風的條件為：雙向交通隧道 L-N>6x105(3-2-1)單向交通隧道 L-N>2x105(3-2-2)式中：L——隧道長度(m)；N——設(shè)計交通流量(輛/h)。通風方式縱向式通風縱向通風時，可以認為隧道內(nèi)沿縱向流動的氣流從入口至出口都是勻速的。這種通風方式使得空氣的污染濃度由入口向出口方向成直線增加。如果自然風從出口吹入隧道(單向交通)時，洞內(nèi)濃度會增大。當洞內(nèi)為雙向交通時，交通風自然抵消，此時如有自然風吹入隧道，在下風方向的空氣污染濃度也會增加?？v向式通風的類型有：射流式通風、風道式通風和集中排氣式通風等，根據(jù)交通方式不同又可以有不同的具體設(shè)計。射流式通風基本原理同前邊介紹的鐵路隧道射流通風，但公路隧道又有一些自己的特點。在同一個斷面上設(shè)置一至兩臺風機，風機的縱向間距為70m左右，風機距洞口的距離可長些，可取100m。當隧道斷面為圓形或馬蹄形時將風機吊掛于拱頂，當斷面為矩形時，將風機分別置于頂板兩角。射流式通風，在雙向交通時，一般可用于長度在1km以下的隧道；單向交通時，可用于2km左右的隧道。當然，具體還要看所需的通風量和車道上所允許的最大風速，規(guī)范要求，隧道行車道內(nèi)由于機械通風產(chǎn)生的最大風速不宜超過8m/s，否則會令車乘人員不適，并影響行車的穩(wěn)定。如果交通量小，即使隧道再長一些也可運用。有豎井的縱向式通風豎井用于排氣時，起到了煙囪的作用，能收到很好的效果，但為了能達到穩(wěn)定的通風效

果，仍需安裝風機。公路隧道的雙向行車和單向行車，在豎井的設(shè)置位置上有所區(qū)別，雙向交通的隧道，豎井宜設(shè)置在隧道中間；單向交通的隧道，則應(yīng)設(shè)置在靠近洞口，這樣可以保證豎井正好位于污染濃度最大的地點，從而發(fā)揮最佳通風效果。當然，豎井的位置也還要結(jié)合施工半橫向式通風縱向式通風的污染濃度不均勻，進風口處最低，出風口處最高。為使出口處的濃度保持在容許限度以下，只好加大通風量，但此時其它地方的污染濃度卻相當?shù)?，這就既不經(jīng)濟，污染濃度對向交通 單向交通圖3-9半橫向式通風示意圖又使隧道內(nèi)風速過大。而半橫向式通風，可使隧道內(nèi)的污染濃度大體上接近一致。送風式半橫向通風是半橫向通風的標準型式，新鮮空氣經(jīng)送風管吹向汽車的排氣孔高度附近，直接稀釋汽車排放的廢氣。如果洞內(nèi)有行人，則可以吸到最新鮮的空氣。污染空氣在隧道上部擴散，經(jīng)過兩端洞口排出洞外，見圖3-9。雙向交通時，不論是送風方式還是吸風方式如果雙方的交通流量相等，兩洞口的氣象條件也相同，則隧道內(nèi)的風壓分布為中間最大，兩洞口排出或送入的空氣為等量。因此，在隧道的中點，空氣是靜止的，風速為零，這一點稱為中性點。除這一點以外，風速向兩洞口呈直線增加。污染濃度在送風方式中各處是相同的，而在吸方式中是中性點處最大。如果雙向的交通流量不等，或兩洞口的氣象條件發(fā)生變化，則中性點的位置也隨之變動。單向交通時，送風方式的中性點多半移至進口之外。風方式的中性點，則靠近出口，污染濃度和雙向交通時一樣，中性點附近污染濃度最高。鑒于吸風方式的通風效率較低，且污染濃度非常不均勻，故一般不采用，而普遍采用送風方式。半橫向式通風適用于1?3km長的隧道。全橫向式通風上述幾種風方式都存在縱向風速較大和火災(zāi)時對下風側(cè)不利的問題。所以，在長大隧道、重要隧道和水底隧道中，最好是采用全橫向式通風。這種通風方式同時設(shè)置送風管道和吸風管道，隧道內(nèi)基本上不產(chǎn)生沿縱向流動的風，只有橫方向的風流動，見圖3-10。在雙向交通時，車道的縱向風速大致為零，污染濃度的分布沿全隧道大體均勻。但是，在單向交通時，因為交通風的影響，在縱向能產(chǎn)生一定風速。污染濃度由入口至出口有逐漸增加的趨勢，一部分污染空氣會直接由出口排向洞外，這種排風量有時占很大比例。但通常情況下，可以認為送風量與吸風量是相等的，因而設(shè)計時也把送風管道和吸風管道的斷面積設(shè)計成一樣。P n1IE:1i11‘1 風壓=0 1￥1 風壓—11 風速=0 11 -1 風速 1, 污染濃度 ,, 污染濃度1 1 1 1對向交通 單向交通圖3-10全橫向式通風示意圖混合式通風混合式通風沒有固定的格局，可以由上述幾種基本通風型式組合而成，一般都是用于公路隧道。國外采用混合式通風的隧道不乏先例，其組合方式有多種，也必須符合一般性的設(shè)計原則，力求既經(jīng)濟，又實用。（二） 不同類型的隧道與通風方式的關(guān)系水底隧道通風水底隧道通風的要求比較高，從重要性和安全性上都宜采用可靠性高的全橫向式通風。而圓形斷面的水底隧道比矩形斷面更適合采用這種通風方式，因為圓形斷面除了車道空間外，還有多余的空間可以利用，可由車道板下面的空間送風，用頂棚以上的空間排風，其效果相當于半橫向式通風的兩倍。城市隧道通風城市交通隧道的交通量一般都很大，且車流不穩(wěn)定，而全橫向式通風和半橫向式通風不受交通狀況的影響，所以這兩種方式都可以用。如果在隧道內(nèi)設(shè)置人行道和自行車道時，從安全和舒適的角度考慮，全橫向式通風最為理想，其送風口通常設(shè)在兩側(cè)距車道面約1m高的位置上，這就能保證行人最先呼吸到新鮮空氣。全橫向式通風沿隧道縱向幾乎沒有風流動，使行人感覺不到風速產(chǎn)生的不舒適，也可以保證自行車的穩(wěn)定和安全。山嶺隧通風山嶺隧通風要更多地考慮經(jīng)濟性，多半采用縱向式通風或者半橫向式通風，一般不采用全橫向式通風。（三） 通風風速與交通條件風速要求當隧道縱坡大或很長時，所需的通風量會很大，因而可能使得車道空間沿隧道縱向流動的風速過大，對車輛產(chǎn)生不良影響，使人感到不舒服，此時應(yīng)考慮改變通風方式或進行分段通風。此外，萬一發(fā)生火災(zāi)，過大的風速會導(dǎo)致煙火迅速蔓延，危及下風方向的車輛和行人。所以對風速應(yīng)當有一定的限制。我國規(guī)定單向交通隧道設(shè)計風速不宜大于10m/s，特殊情況3-10可取12m/s；雙向交通的隧道設(shè)計風速不應(yīng)大于8m/s；人車混合通性的隧道設(shè)計風速不應(yīng)大于7m/s0交通條件對通風的影響單向交通時，車速越大，活塞作用越顯著。例如車速為50?60km/h，大約可以有6m/s的交通風（活塞風）。這種情況以縱向式通風為宜。不過車速與交通量有密切關(guān)系，隨著交通量的增大，往往容易發(fā)生交通阻滯，導(dǎo)致車速降低，從而影響活塞作用的效果。這時交通風處于不穩(wěn)定狀態(tài)，所以最好改用半橫向式或全橫向式通風。車道的平均截面積與隧道的過風面積的比值是直接影響活塞作用的參數(shù)，比值越小則活塞風越大。具體說來，大型車所占百分比大時，活塞作用相對較大。雙向交通的隧道則因為風流效果互為抵消，故沒有活塞作用。（四）通風計標準隧道營運通風的目的就是從洞外引進新鮮空氣，沖淡隧道內(nèi)的有害物質(zhì)濃度，使空氣滿足衛(wèi)生標準和能見度方面的要求。具體而言，就是應(yīng)對空氣中一氧化碳（CO）、煙霧和異味進行稀釋。其設(shè)計標準如下：CO與煙霧設(shè)計濃度采用全橫向通風方式或半橫向通風方式的隧道，以及人車混合通行的隧道（長度不宜超過2000m），CO設(shè)計濃度可按表3-2取值；采用縱向通風方式時，CO設(shè)計濃度可按表所列各值提高50ppm取值。交通阻滯（隧道內(nèi)各車道均以怠速行駛，平均車速為10km/h）時，阻滯段的平均CO設(shè)計濃度可取300ppm，經(jīng)歷時間不超過20min。阻滯段的計算長度不宜大于1km。 表3-2CO設(shè)計濃度& 隧道長度全（半）橫向式通風人車混合通行<1000N3000<1000N2000&(ppm)250200150100煙霧設(shè)計濃度（2）采用鈉燈光源時，煙霧設(shè)計濃度應(yīng)按表3-3取值；采用熒光燈光源時，煙霧設(shè)計濃度應(yīng)提高一級。當煙霧濃度達到0.012m-1時，應(yīng)按采取交通管制等措施考慮。隧道內(nèi)進行養(yǎng)護維修時，應(yīng)按現(xiàn)場實際煙霧濃度不大于0.035m-1考慮。表3-3煙霧-設(shè)計濃度K計算行車諫度（km/h）100806040K (m-)0.00650.00700.00750.0090至于具體的通風設(shè)計，由于其計算過程較復(fù)雜，這里不一一敘述，讀者可參加《公路隧道通風照明設(shè)計規(guī)范》以及相關(guān)參考書籍。四、運營照明設(shè)施公路隧道要求長度超過100m的高速公路、一、二級公路隧道設(shè)置晝夜不斷的照明，而對于能通視、交通量較小、行人密度不大的短隧道可不設(shè)白天的照明。司機在開車接近、進入和開出隧道的過程中會遇到幾種視覺問題，這些問題必須解決，否則將會導(dǎo)致嚴重的交通事故。

（一）照明區(qū)段的劃分白天，由于隧道內(nèi)外的亮度差別極大，當汽車當駛近洞口時，會感到洞口很黑，影響司機辨別洞口附近的情況，特別是從洞外進入洞內(nèi)時，視覺會一下變得很黑，長隧道會看到“黑洞”，短隧道會看到“黑框”，這就是所謂的“黑洞效應(yīng)”。汽車由明亮的外部進入即使是不太暗的隧道以后，要經(jīng)過一定時間才能看清洞內(nèi)的情況，這稱為“適應(yīng)的滯后現(xiàn)象”。隧道內(nèi)部由于汽車排放的廢氣很難迅速消散，形成煙霧，它可將汽車頭燈發(fā)出的光吸收和散射，從而降低能見度。當車輛從亮度低的洞內(nèi)接近出口處時，由于外部亮度極高，出口看上去是個“白洞”，這就是所謂的“白洞效應(yīng)”。開出洞外時，還會感到極強的眩光，司機的眼鏡會感到很不適應(yīng)。解決這些視覺問題的方法是設(shè)置合理的燈光照明，長隧道的照明可以分為洞口接近段、入口段、過渡段、中間段、出口段以及洞口接近段五個區(qū)段。參見圖3-11。1.接近段公路隧道各照明區(qū)段中，在洞口（設(shè)有光過渡建筑時，則為其入口）前，從注視點到適應(yīng)點之間的一段道路，在照明上稱為接近段。通常情況下，當汽車駛近隧道時，司機的注意力會自然地集中在觀察洞口附近情況上，開始注視之點稱為注視點。繼續(xù)接近洞口時，司機視野中外界景物會逐漸減少，當行駛至某位置時，外界景物會全部消失，在司機眼前看到的就是洞口，這時距洞口的距離約為10m，這點稱為適應(yīng)點。在注視點至適應(yīng)點之間的距離就稱為接近段。接近段可設(shè)可不設(shè)照明設(shè)施，但它的亮度（周圍環(huán)境平均亮度）對于確定入口段、過渡段和中間段的亮度有很大影響，其取值將直接影響到照明設(shè)施造價和運營費用。洞口（或棚口）；S——接近段起點；洞口（或棚口）；S——接近段起點；A——適應(yīng)點；d——適用距離；L20S）L20（A） 適應(yīng)點亮度；Lh 入口段亮度；Ltr1、Ltr2、Ltr3 過渡段亮度；Lin 中間段亮度;Dtri、Dr2、Dr3——過渡段1、2、3分段長度。洞外亮度;2.入口段指進入隧道洞口的第一段，如設(shè)置了遮陽棚等光過渡建筑，則其入口為該段的開始點。設(shè)置此段的目的是使司機的視力開始適應(yīng)隧道內(nèi)的照明光線。入口段照明長度可按下式計算：(3-3)D=1.54D-h-1,5thstan10°(3-3)式中Dh——入口段照明長度(m)；d[——照明停車視距(m)，可按表3-4取值；h 洞口內(nèi)凈空高度(m)。表3-4照明停車視距D表(m)縱坡(%)七(km/h)-4-3-2-1 s 0123410017917316816315815414914514280112110106103100989593906062605857565554535240292827272626262525過渡段介入入口段和中間段之間的照明區(qū)段。其任務(wù)是解決從入口段的高亮度到中間段的低亮度之間的的劇烈變化(可差數(shù)十倍)給司機造成的不適應(yīng)現(xiàn)象，使之能有充分的適應(yīng)時間。過渡段由Dtr1、Dtr2、Dtr3三個照明段組成，各段照明長度可按表3-5取值。表3—5過渡1段照明長度D“ 計算行車速度DD。D.計算行車速度DDoD.tr1tr2tr3tr1tr2tr3(km/h)(m)(m)(m)(km/h)(m)(m)(m)10010611116760446710080728913340264467中間段此時，司機已基本適應(yīng)洞內(nèi)的照明光線，中間段的基本任務(wù)就是保證行車照明，使司機能保證停車視距。出口段在單向交通隧道中，應(yīng)設(shè)置出口段照明，以便緩和白洞效應(yīng)帶來的不利影響。出口段長度宜取60m，亮度宜取中間段亮度的5倍。在雙向交通隧道中，可不設(shè)出口段照明。因為此時隧道的兩端均為入口，同時也均為出口，照明情況完全相同，都可采用入口段的照明標準設(shè)計。以上各照明區(qū)段的亮度標準和照明計算同樣可參加《公路隧道通風照明設(shè)計規(guī)范》以及相關(guān)參考書籍。照明光源與照明燈具隧道照明光源按如下要求選擇：一般情況下宜選擇效率高、透霧性能較好的光源。短隧道、柴油車較少的城鎮(zhèn)附近隧道、緊急停車帶、人行橫通道、車行橫通道可選用顯色指數(shù)較高的光源。

光源使用壽命應(yīng)不小于10000h。隧道照明燈具應(yīng)滿足以下要求：防護等級應(yīng)不低于IP65。應(yīng)具有適合公路隧道特點的防眩裝置。燈具結(jié)構(gòu)應(yīng)便于更換燈泡和附近。燈具零部件應(yīng)具有良好的防腐性能。燈具配件安裝應(yīng)易于操作，并能調(diào)整安裝角度。燈具不得侵入隧道建筑限界。洞外接近段的減光建筑物與減光措施遮陽棚遮陽棚設(shè)置在洞口外，是為減弱自然光亮度而建筑的拱棚狀構(gòu)造物。其頂棚為透光構(gòu)造，形如網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)孔大多為透空的，稱為開放式構(gòu)造；也有用玻璃封閉的，稱為封閉式構(gòu)造。網(wǎng)孔應(yīng)設(shè)計成不準陽光直接投射到路面上。設(shè)計遮陽棚應(yīng)以當?shù)厝照請D為依據(jù)，由太陽的高度角和方位角計算出遮陽棚的尺寸、間隔和傾斜角度。遮光格柵也是一種棚狀減光建筑物，但構(gòu)造較簡單。其主要特點是允許陽光直接投射到路面上，這是與遮陽棚的根本區(qū)別。減光建筑物可以設(shè)置得很長，長度可達百米以上，給工程增加了很多造價，長度過短時又起不到作用，所以除非重要的大交通量公路隧道，一般不予設(shè)置。雖然減光建筑在白天能十分有效地緩和洞內(nèi)外的亮度，但鑒于我國經(jīng)濟的實際情況，規(guī)范中沒有規(guī)定必須設(shè)置這類建筑，而是建議采取以下一些減光措施：從接近段起點起，在路基兩側(cè)種植常青樹；采用削竹式洞門形式；大幅坡面綠化；洞口采用端墻形式時，墻面宜采用冷色調(diào)，其反射率應(yīng)小于0.17。此外，在接近段起點處的20°視場中，天空面積小于50%時，不宜設(shè)置遮光棚。五、電纜槽與其它設(shè)施預(yù)留槽公路隧道的電纜槽與鐵路隧道的電纜槽在構(gòu)造上基本相同，但由于公路隧道的照明與通風標準比鐵路隧道要求高，因此電纜槽所需空間通常要比鐵路隧道大，并且應(yīng)按動力電纜(又稱“強電”)和通訊電纜(又稱“弱電”)分別放置在隧道兩側(cè)。此外，公路隧道還需留有設(shè)置消防水管的位置，在城市地區(qū)的交通隧道，還可能需留有通過其它市政管道(如自來水管、排污管等)的位置，這類管道通常與通訊電纜一起放置在隧道一側(cè)，因此，在名稱上，稱為其它設(shè)施預(yù)留槽更確切。第三節(jié)隧道防排水設(shè)施保持干燥是隧道能夠正常運營的重要條件之一。但隧道內(nèi)經(jīng)常會有一些地下水滲漏進

來，且維修工作也會帶來一些廢水，致使隧道潮濕。由于洞內(nèi)濕度大，使得鋼軌及扣件易于銹蝕，木枕容易腐爛，從而降低了設(shè)備的使用壽命。隧道漏水還會引起漏電事故和造成金屬的電蝕現(xiàn)象。在嚴寒地區(qū)，冬季滲入洞內(nèi)的水結(jié)成冰凌，倒掛在襯砌拱圈上，侵入凈空限界，危及行車安全。有時道床冒水，結(jié)成冰膜，遮蓋軌面，需要人工破冰。這些都增加了隧道維修養(yǎng)護的費用。因此隧道的防排水是隧道設(shè)計、施工和運營中的一個重要問題。一、 治水原則與措施我國隧道工作者，通過理論和實踐經(jīng)驗的總結(jié)。提出了“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的治水原則?！胺馈保杭丛谒淼酪r砌結(jié)構(gòu)本身上下功夫，使其具有一定的防水能力。如采用防水混凝土使襯砌本身達到一定的抗?jié)B強度，采用止水帶封閉襯砌變形縫等。大量采用的是設(shè)置防水層。用于隧道的防水層大致可分為兩類，一類為外貼式防水層，如用瀝青將油氈（或麻布）粘貼在襯砌的外表面（適用于明挖修建的地下工程）。另一類為內(nèi)貼式防水層，如復(fù)合式襯砌在初期支護與二次模筑襯砌之間設(shè)置防水板（聚異丁烯片、聚乙烯片等塑料防水卷材）。還有噴涂式防水層，如“881”涂膜防水膠、陽離子乳化瀝青等防水劑，內(nèi)、外貼均可?！芭拧保核菍⒌叵滤ㄟ^暗管、盲溝排入隧道內(nèi)，再經(jīng)由洞內(nèi)水溝排走，通過排水可以減少滲水壓力和滲水量。但大量排水也可能引起負面效果，如將襯砌背后的砂礫淘空，形成空洞，還可能造成當?shù)剞r(nóng)田灌溉和生活用水困難等，因此在落實過程中，務(wù)必調(diào)查清楚。“截”：它是指截斷地表水和地下水流入隧道的通路。為了防止地表水滲入地層內(nèi)，主要采取以下措施：（1） 在洞口邊仰坡開挖線5m以外，設(shè)置排水溝（稱為“截水天溝”），并加以鋪砌。當巖石外露，地面坡度較陡時也可不設(shè)此水溝。仰坡上可種植草皮、噴抹灰漿或加以鋪砌。（2） 對洞頂?shù)乇淼南菅ā?/p>