萬州市北山隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)說明

風(fēng)-01第5頁共5頁萬州市北山隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)說明一．工程概況萬州市北山隧道隧道全長大約3140m，為雙向六車道小凈距隧道，道路等級為城市主干道，設(shè)計(jì)行車速度50km/h。本次設(shè)計(jì)為行車隧道的通風(fēng)設(shè)計(jì)。二．設(shè)計(jì)依據(jù)《城市道路交通設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50688-2011）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2014）《公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TD70/2-02-2014）《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范第二冊交通工程與附屬設(shè)施》（JTGD70/2-2014）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2014）（2018年版）《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2005）《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3096-2008）《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50243-2016《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50981-2014。本項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)文件。三．對初步設(shè)計(jì)批復(fù)文件執(zhí)行情況1、明確工程隧道排煙時的臨界風(fēng)速、射流風(fēng)機(jī)臺數(shù)的計(jì)算方法執(zhí)行情況：按意見完善修改。按專家意見已將隧道火災(zāi)排煙時的臨界風(fēng)速由2.5m/s提高為3m/s，并在說明中補(bǔ)充射流風(fēng)機(jī)臺數(shù)的計(jì)算方法。2、注明日常營運(yùn)工況與火災(zāi)工況下運(yùn)行的風(fēng)機(jī)數(shù)量與位置執(zhí)行情況：按意見完善修改，詳見設(shè)計(jì)說明表4：各工況風(fēng)機(jī)控制方案及檢測參數(shù)值和火災(zāi)工況通風(fēng)示意圖，已注明日常營運(yùn)工況與火災(zāi)工況下運(yùn)行的風(fēng)機(jī)數(shù)量與位置。四．設(shè)計(jì)原則遵守現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范，借鑒、參考國內(nèi)外類似工程的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合工程實(shí)際情況，按安全、經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)、合理、環(huán)保的原則進(jìn)行隧道通風(fēng)工程設(shè)計(jì)。隧道按只通行非危險(xiǎn)化學(xué)品等機(jī)動車考慮。正常行車工況下，充分利用自然通風(fēng)、交通通風(fēng)力及機(jī)械通風(fēng)力稀釋對隧道內(nèi)汽車行駛排出的廢氣（如CO、煙塵VI），并滿足洞內(nèi)一定的換氣次數(shù)的要求，為司乘人員和隧道養(yǎng)維人員提供合適的洞內(nèi)空氣環(huán)境，為安全行車提供良好的能見度?；馂?zāi)事故工況下，通風(fēng)系統(tǒng)具有排煙能力，能控制煙塵的擴(kuò)散，為滯留在洞內(nèi)的司乘人員、救援人員提供一定量的新風(fēng)，并為疏散和救援創(chuàng)造有利條件。 在確保隧道安全可靠營運(yùn)的前提下，隧道通風(fēng)方案便于營運(yùn)管理和控制，同時適當(dāng)減少工程投資和復(fù)雜性。設(shè)備選型注重性能優(yōu)良、技術(shù)先進(jìn)、效率高、噪聲低等方面要求隧道口廢氣排放和通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行噪聲應(yīng)滿足工程質(zhì)量要求。五．技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)一氧化碳（CO）設(shè)計(jì)濃度正常車速：δco=100ppm；交通阻滯：δco=150ppm（平均車速20km/h，阻滯長度不大于1Km，阻滯時間不超過20min）；煙霧(VI)設(shè)計(jì)濃度正常車速（50km/h）：[k]=0.007m-1；交通阻滯（≤30km/h）：[k]=0.012m-1；根據(jù)本工程交通量和隧道規(guī)模的特點(diǎn)，稀釋隧道內(nèi)空氣中異味的不間斷換氣頻率：按每小時換氣不低于4次取值；同時保證隧道內(nèi)換氣風(fēng)速Vr≥2.5m/s。防排煙設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)隧道防排煙設(shè)計(jì)按同時僅1處火災(zāi)進(jìn)行設(shè)計(jì)，火災(zāi)發(fā)熱量按20MW考慮。要求隧道內(nèi)風(fēng)速不小于阻擋煙氣逆流的臨界風(fēng)速，火災(zāi)時排煙控制風(fēng)速按Vr=3m/s取值。隧道內(nèi)正常交通控制風(fēng)速：≤10m/s。噪聲標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3096-2008），通風(fēng)設(shè)備傳至隧道外噪聲標(biāo)準(zhǔn)按4a類地區(qū)考慮為晝間≤70dB（A），夜間≤55dB（A）。通風(fēng)設(shè)備在隧道內(nèi)的噪聲應(yīng)小于80dB（A）。交通量及車行比例本隧道為城市主干道，根據(jù)其交通流特點(diǎn)，取50km/h車速下，三車道單向通行隧道的通行能力作為通風(fēng)計(jì)算交通量：3150pcu/h。根據(jù)對本項(xiàng)目交通量特點(diǎn)的分析，通風(fēng)計(jì)算交通量按高峰期隧道最大通行能力取值，但本時段交通流構(gòu)成中，客車（大客、中客、小客）占據(jù)絕對多數(shù)，各車型比例如下：表1：單洞高峰時段分車型交通量預(yù)測結(jié)果表名目小客車中型車大型車合計(jì)高峰時段交通量N（pcu/h）3150（按最大通行能力計(jì)）（遠(yuǎn)期2042年）車型比例（％）8758100車型分類交通量Nm（pcu/h）27461352523150發(fā)動機(jī)類型汽油車汽油車、汽油車各半柴油車6、隧道參數(shù)隧道長度：左線長L=3142.76m右線長L=3139.11m標(biāo)準(zhǔn)斷面尺寸：B×H＝14.00m×7.374m（弧形頂）隧道斷面積：88.20m2隧道周長：38.3m當(dāng)量水力半徑：9.21m海拔高程約為186m左右。7、排放量CO基準(zhǔn)排放量：正常車速下qco=0.007m3/輛·km，阻滯情況下qco=0.015m3/輛·km。煙霧基準(zhǔn)排放量：qvi=2.5m3/輛·km。8、隧道壁面標(biāo)準(zhǔn)隧道壁面摩阻損失系數(shù)λ=0.025。六．需風(fēng)量計(jì)算根據(jù)隧道長度、縱坡、海拔高度及交通構(gòu)成，分別計(jì)算最大交通量年份稀釋洞內(nèi)CO、煙霧（VI）、異味需風(fēng)量、交通阻滯和火災(zāi)救援最大需風(fēng)量。其需風(fēng)量采用《公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TD70/2-02-2014）第29-35頁計(jì)算方式計(jì)算?；馂?zāi)排煙時的臨界風(fēng)速按《公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)細(xì)則》表10.2.5取值3m/s，火災(zāi)熱釋放率取20MW。計(jì)算結(jié)果如表2-1、表2-2所示。表2-1：左線隧道雙孔單向交通風(fēng)量表左線隧道火災(zāi)工況需風(fēng)量4次/換氣需風(fēng)量最小風(fēng)速正常行車需風(fēng)量阻塞時需風(fēng)量車速Ｑrep（CO）Ｑrep(VI)車速Ｑrep（CO）Ｑrep(VI)m3/sm3/sm/skm/hm3/sm3/skm/hm3/sm3/s5091752041881214301340183771026451表2-2：右線隧道雙孔單向交通風(fēng)量表右線隧道火災(zāi)工況需風(fēng)量4次/換氣需風(fēng)量最小風(fēng)速正常行車需風(fēng)量阻塞時需風(fēng)量車速Ｑrep（CO）Ｑrep(VI)車速Ｑrep（CO）Ｑrep(VI)m3/sm3/sm/skm/hm3/sm3/skm/hm3/sm3/s8092752041881214301340183771026451分析以上計(jì)算結(jié)果，需風(fēng)量最大值為10km/h車速阻塞工況下稀釋CO，最大需風(fēng)量為418m3/s，風(fēng)速為4.89m/s。七．隧道通風(fēng)方式及風(fēng)機(jī)選型1、本下穿隧道按“僅限通行非危險(xiǎn)化學(xué)品”隧道設(shè)計(jì)，通風(fēng)規(guī)模不大，在綜合考慮各工況需風(fēng)量、通風(fēng)效率、隧道斷面安裝空間等因素的基礎(chǔ)上，推薦采用全縱向射流通風(fēng)方式，在主隧道內(nèi)設(shè)置射流風(fēng)機(jī)作為通風(fēng)設(shè)施。目前國內(nèi)公路隧道全射流通風(fēng)技術(shù)較為成熟。本方式利用下穿隧道作為通風(fēng)風(fēng)道，不設(shè)置橫向排風(fēng)通道及通風(fēng)設(shè)施，以減少對隧道沿線的污染。2、風(fēng)機(jī)設(shè)備選型本項(xiàng)目下穿隧道建筑限界至拱頂最少有2.5m，富?？臻g較大，有足夠的空間安裝射流風(fēng)機(jī)，選擇葉輪直徑為1120mm型的雙向可逆轉(zhuǎn)射流風(fēng)機(jī)。射流風(fēng)機(jī)性能應(yīng)滿足下表的各項(xiàng)指標(biāo)要求。表3：φ1120mm型射流風(fēng)機(jī)性能指標(biāo)表項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)葉輪直徑1120mm電機(jī)絕緣等級H級出口流量≥31.1m3/s高溫性能風(fēng)機(jī)、消聲器能在250℃高溫下連續(xù)工作1h出口風(fēng)速≥32m/s主要部件壽命≥20年軸向推力≥1120N是否雙向可逆轉(zhuǎn)是，在90s內(nèi)完成全速反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)風(fēng)量和推力不低于正轉(zhuǎn)的98%防護(hù)等級不低于IP55級噪聲風(fēng)機(jī)進(jìn)出口各帶2D長的消聲器。風(fēng)機(jī)聲壓級噪音≤73dB（A）電機(jī)功率37KW（AC380V，50HZ）風(fēng)機(jī)安裝各附件及連接的承重力至少能承擔(dān)風(fēng)機(jī)及附件自重15倍或以上的受力認(rèn)證要求需獲得3C認(rèn)證風(fēng)機(jī)重量1500kg射流風(fēng)機(jī)臺數(shù)及布置方式采用《公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TD70/2-02-2014）第7章通風(fēng)計(jì)算方式計(jì)算風(fēng)機(jī)臺數(shù)，根據(jù)表2-1、表2-2計(jì)算結(jié)果，隧道內(nèi)在最大需風(fēng)量為阻塞工況下稀釋CO的需風(fēng)量418m3/s、阻滯車速20m/s，最大所需升壓力為132N/m2，單臺風(fēng)機(jī)的所需升壓力為11N/m2。該工況單洞需要14臺1120mm直徑射流風(fēng)機(jī)。故射流風(fēng)機(jī)選擇為左、右線主隧道各16臺，其中備用1組2臺）。隧道雙洞共選用32臺直徑1120mm型射流風(fēng)機(jī)。在一孔隧道檢修封閉另一孔隧道轉(zhuǎn)換成單洞雙向工況時，同時碰到阻塞工況，則此時的需風(fēng)量是稀釋煙霧的需風(fēng)量控制，在該工況時需要運(yùn)行的射流風(fēng)機(jī)為16臺/孔?？紤]到單洞雙向行車工況和阻塞工況都是非正常工況，為了減少風(fēng)機(jī)的數(shù)量，節(jié)省投資，不考慮按此兩種非正常工況疊加控制風(fēng)機(jī)臺數(shù)，仍為16臺/孔風(fēng)機(jī)。故在單洞雙向工況時在高峰時段建議進(jìn)行交通管制，避免隧道內(nèi)出現(xiàn)阻塞。3）隧道風(fēng)機(jī)的布置采用串并聯(lián)布置，以充分利用隧道頂部空間。根據(jù)汽車行駛方向，風(fēng)機(jī)距離前洞口控制在150m左右，風(fēng)機(jī)距離后洞口控制在150m左右，風(fēng)機(jī)之間間距150m，以充分發(fā)揮風(fēng)機(jī)的推力性能。4）左線隧道射流風(fēng)機(jī)編號為ZF1~8-J、ZF1~8-Y；右線隧道射流風(fēng)機(jī)編號為YF1~8-Y、YF1~8-J。八．隧道火災(zāi)防排煙設(shè)計(jì)1、防排煙方案結(jié)合運(yùn)營通風(fēng)方案和人員疏散方案一起考慮?；馂?zāi)情況下風(fēng)機(jī)的運(yùn)行和控制程序，留待中央計(jì)算機(jī)交通及設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)合設(shè)計(jì)時確定。2、逃生方案以人員迎著新風(fēng)撤離，人員到達(dá)避難區(qū)（橫通道或洞外）的逃生路徑最短為原則。同時盡量避免上下行車流的相互干擾。以保證洞內(nèi)人員及車輛迅速撤離。3、火災(zāi)時橫通道作為避難及疏散通道，應(yīng)保持正壓。人行橫通道設(shè)防火門。4、對于雙洞單向行車工況，火災(zāi)工況風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式與火源位置無關(guān)。發(fā)生火災(zāi)時的防排煙設(shè)計(jì)如下：當(dāng)左線隧道發(fā)生火災(zāi)時，開啟左線隧道4組共8臺風(fēng)機(jī)（正轉(zhuǎn)），行車入口端進(jìn)新風(fēng)，行車出口端排煙。同時開啟右線隧道4組共8臺風(fēng)機(jī)（正、反轉(zhuǎn)）反轉(zhuǎn)，維持對火災(zāi)隧道一定的正壓，避免煙氣經(jīng)橫通道進(jìn)入右線隧道。左線隧道內(nèi)位于火災(zāi)點(diǎn)前方的車輛迅速向前疏散，位于火災(zāi)點(diǎn)后方的車輛位于新風(fēng)區(qū)，不受煙氣和熱流的籠罩，車上人員可從相反方向安全撤離。然后消防車進(jìn)入隧道進(jìn)行滅火。當(dāng)右線隧道發(fā)生火災(zāi)時，開啟右線隧道3組共6臺風(fēng)機(jī)（正轉(zhuǎn)），行車入口端進(jìn)新風(fēng)，行車出口端排煙。同時開啟左線隧道4組共8臺風(fēng)機(jī)（正、反轉(zhuǎn)）反轉(zhuǎn)，維持對火災(zāi)隧道一定的正壓，避免煙氣經(jīng)橫通道進(jìn)入左線隧道。右線隧道內(nèi)位于火災(zāi)點(diǎn)前方的車輛迅速向前疏散，位于火災(zāi)點(diǎn)后方的車輛位于新風(fēng)區(qū)，不受煙氣和熱流的籠罩，車上人員可從相反方向安全撤離。然后消防車進(jìn)入隧道進(jìn)行滅火。5、對于單洞雙向行車工況，火災(zāi)工況風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式與火源在不同位置有關(guān)。發(fā)生火災(zāi)時的防排煙設(shè)計(jì)如下：當(dāng)隧道發(fā)生火災(zāi)時，視火災(zāi)發(fā)生的位置不同，開啟該隧道的3組共6臺風(fēng)機(jī)，全部正轉(zhuǎn)（或全部反轉(zhuǎn)），距離火災(zāi)點(diǎn)較遠(yuǎn)的一端進(jìn)新風(fēng)，距離火災(zāi)點(diǎn)較近的一端排煙。隧道內(nèi)位于火災(zāi)點(diǎn)前方的車輛迅速向前疏散，位于火災(zāi)點(diǎn)后方的車輛位于新風(fēng)區(qū)，不受煙氣和熱流的籠罩，車上人員可從相反方向安全撤離。然后消防車進(jìn)入隧道進(jìn)行滅火?？紤]到單洞雙向行車工況不是正常工況，故需采取車輛限速等措施來保證車輛的安全。經(jīng)計(jì)算，20MW的火災(zāi)當(dāng)量對應(yīng)的火災(zāi)臨界風(fēng)速為2.5m/s，在運(yùn)行6臺射流風(fēng)機(jī)的條件下，可滿足20MW火災(zāi)規(guī)模的排煙要求，但為了安全可靠火災(zāi)時運(yùn)行3組6臺射流風(fēng)機(jī)運(yùn)行。6、風(fēng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的定義：風(fēng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)是指射流風(fēng)機(jī)的氣流方向。氣流方向與雙洞單向行車時車輛行駛方向一致為正向，否則為反向。九．風(fēng)機(jī)運(yùn)行模式及控制方式控制方式隧道在正常通行或發(fā)生車輛阻滯情況下，根據(jù)設(shè)置在洞內(nèi)的CO/VI檢測器檢測的隧道CO濃度和能見度（VI），根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，以滿足隧道通行情況下的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和能見度要求。在洞內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，隧道內(nèi)風(fēng)機(jī)按火災(zāi)工況運(yùn)行，火災(zāi)隧道風(fēng)機(jī)向行車方向送風(fēng)，根據(jù)洞內(nèi)風(fēng)速風(fēng)向檢測器檢測到的實(shí)時風(fēng)速風(fēng)向，經(jīng)系統(tǒng)計(jì)算后確定開啟風(fēng)機(jī)的臺數(shù)，控制火災(zāi)隧道風(fēng)速在2.5m/s左右，一方面保證火災(zāi)點(diǎn)前方車輛（及人員）正常安全脫離，另一方面可避免煙氣倒流危及火災(zāi)點(diǎn)后方車輛及人員安全。同時，相鄰隧道進(jìn)入救災(zāi)模式，作為消防疏散及救援通道，隧道兩端射流風(fēng)機(jī)同時向洞內(nèi)送風(fēng)，在本隧道內(nèi)形成正壓，以防止火災(zāi)隧道煙氣進(jìn)入本隧道。射流風(fēng)機(jī)采用單臺控制，臺間啟動間距應(yīng)大于30秒。自動控制：根據(jù)CO、VI的檢測值和隧道內(nèi)交通量，經(jīng)綜合計(jì)算，自動控制風(fēng)機(jī)的動作，或根據(jù)設(shè)定時段定時開閉。手動控制：操作員在監(jiān)控值班室監(jiān)控操作臺上通過控制工作站實(shí)現(xiàn)對各隧道風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程手動遙控（軟手動），也可以在監(jiān)控值班室通風(fēng)、照明控制臺或通風(fēng)配電控制箱上（就地）實(shí)現(xiàn)對風(fēng)機(jī)的手動控制。運(yùn)行模式：主隧道射流風(fēng)機(jī)開啟方式按運(yùn)營及火災(zāi)兩種工礦考慮，各工況風(fēng)機(jī)控制方案及檢測參數(shù)值如下表4：表4：各工況風(fēng)機(jī)控制方案及檢測參數(shù)值工況洞內(nèi)風(fēng)速（WS檢測值）污染物濃度（CO/VI檢測值）通風(fēng)控制方案火災(zāi)工況＞＋2.5m/s（火災(zāi)洞）――不開風(fēng)機(jī)＋1.0～＋2.5m/s（火災(zāi)洞）――開2組風(fēng)機(jī)0～＋1.0ms（火災(zāi)洞）――開4組風(fēng)機(jī)－1.5～0m/s（火災(zāi)洞）――開6組風(fēng)機(jī)＜－1.5m/s（火災(zāi)洞）――開8組風(fēng)機(jī)營運(yùn)工況――CO值：＜100ppm或：VI值＜0.007m－1不開風(fēng)機(jī)――CO值：100~180ppm或：VI值：0.007~0.0085m－1開2組風(fēng)機(jī)――CO值：180~210ppm或：VI值：0.0085~0.0095m－1開4組風(fēng)機(jī)――CO值：210~250ppm或：VI值:0.0095~0.011m－1開6組風(fēng)機(jī)――CO值：＞250ppm或：VI值＞0.011m－1開8組風(fēng)機(jī)注：（1）射流風(fēng)機(jī)風(fēng)流方向始終于行車方向一致；（2）“＋”表示風(fēng)向與隧道行車方向一致；“－”表示風(fēng)向與隧道行車方向相反。十．通風(fēng)監(jiān)測儀表參數(shù)CO、VI檢測儀的主要技術(shù)要求為：量測距離10m±0.5m，δco測量范圍0~300ppm（當(dāng)δco=0~150ppm時，測量誤差±2.5%，當(dāng)δco=151~300ppm時，測量誤差±4.0%），K1測量范圍0~15×10-3m-1（測量誤差±1.35%）。CO、VI檢測儀，風(fēng)速風(fēng)向儀的設(shè)置及詳細(xì)參數(shù)以監(jiān)控專業(yè)施工圖為準(zhǔn)。十一．建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)根據(jù)《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50981-2014)第5.1.4規(guī)定，本項(xiàng)目防排煙相