在隧道運營期間,隧道內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有害氣體與煙霧的濃度,保證司乘人員及洞內工作人員的身體健康,提高行車的安全性和舒適性,公路隧道應做好通風設計保證隧道良好通風。
隧道長度:長度為840m,設計交通量n = 1127.4輛/小時,雙向交通隧道。
單向交通隧道,當符合式(5.2.1)的條件時,應採用縱向機械通風。
5.1)
該隧道:遠期,
故應採用縱向機械通風。
虎山公路隧道通風設計基本引數:
道路等級山嶺重丘**公路
車道數、交通條件雙向、兩車道、
設計行車速度v = 40 km/h =11.11m/s
隧道縱坡i1 =2% l1 = 240 m i2 = -2% l2=600 m
平均海拔高度h = (179.65+184.11)/2 = 181.88 m
隧道斷面周長lr = 30.84
隧道斷面ar = 67.26 m2
當量直徑dr = 9.25 m
自然風引起的洞內風速 vn= 2.5 m/s
空氣密度:
隧道起止樁號、縱坡和設計標高:
隧道進口里程樁號為k0+160,設計高程181.36公尺。出口里程樁號為k1,設計高程180.58公尺。隧道總長度l為840m。
設計交通量:1127.4輛/h
交通組成:小客大客小貨中貨大貨拖掛
19.3% 30.1% 7.8% 17.3% 22.6% 2.9%
汽柴比:
小貨、小客全為汽油車
中貨為0.68:0.32
大客為0.71:0.29
大貨、拖掛全為柴油車
隧道內平均溫度:取
據《jtj026.1—1999公路隧道通風照明設計規範》中關於隧道內的co排放量及需風量的計算公式,行車速度分別按40km/h、20km/h、10km/h的工況計算。
取co基準排放量為:
考慮co的車況係數為:
據《jtj026.1—1999公路隧道通風照明設計規範》中,分別考慮工況車速40km/h、20km/h、10km/h,不同工況下的速度修正係數fiv和車密度修正係數fd如表5.1所示:
表5.1 不同工況下的速度修正係數和車密度修正係數取值
考慮co的海拔高度修正係數:
平均海拔高度: 取
考慮co的車型係數如表5.2:
表5.2考慮co的車型係數
交通量分解:
汽油車:小型客車218,小型貨車88,中型貨車133,大型客車241
柴油車:中型客車62, 大型客車98,大型貨車255,拖掛33
計算各工況下全隧道co排放量:
按公式(5.3.1)計算,
5.2.1)
式中——隧道全長co排放量(m/s)
——co基準排放量(),可取 ;
——考慮co的車況係數,取為1.0;
——車密度係數,按表5-1取值;
——考慮co的海拔高度係數,取
——考慮co的縱坡—車速係數,按表5-1取值;
——考慮co的車型係數,按表5-2取值;
——車型類別數;
——相應車型的設計交通量輛/h。
當查表得到:
qco =0.01 , fa =1.1 , fd =1.5 , fh =1.5 ,
l1 = 240 , l2 =600 , fiv1 =1.0 , fiv2 =1.0 ,
其他各種工況車速下co的排放量用同樣的方法計算,得出計算結果如表5.3:
表5.3 各工況車速下的co的排放量
最大co排放量:
由上述計算可以看出,在工況車速為10km/h時,co排放量最大,為:
稀釋co的需風量
根據技術要求,co的設計濃度為:
正常行駛,阻塞路段為
隧址夏季設計溫度取,換算成為絕對溫度
稀釋co的需風量按(5.3.2)公式計算:
5.2.2)
式中 ——隧道全長稀釋co的需風量(m/s)
——co設計濃度(正常路段為250ppm,阻塞路段為300ppm);
——標準大氣壓(kn/m),取101.325 kn/m;
——隧址夏季的設計氣溫(k),取 293k;
——隧址設計氣壓,取為 97.880kn/m;
——標準氣溫,取273k。
取煙霧基準排放量為:
考慮煙霧的車況係數為:
依據《jtj026.1—1999公路隧道通風照明設計規範》,分別考慮工況車速80km/h、 60km/h、40km/h、20km/h以及交通阻塞(阻塞路段車速按10km/h及長度按1km計算)時,不同工況下的速度修正係數和車密度修正係數如表所示:
5.4不同工況下的和
考慮煙霧的海拔高度係數
平均海拔高度:,取
考慮煙霧的車型係數如下表5.5
表5.5 考慮煙霧的車型係數
按公式(5.3.3)計算各工況車速下煙霧排放量:
(5.2.3)
式中 ——隧道全長煙霧排放量(m/s)
——煙霧基準排放量(m/),可取2.5 m/;
——考慮煙霧的車況係數,按規範取值,取 1.0;
——考慮煙霧的海拔高度係數,按規範查得取1.25;
——車密度係數,按表5-4取值;
——考慮煙霧的縱坡—車速係數,按表5-4取值;
——考慮煙霧的車型係數,按表5-5取值;
——柴油車車型類別數。
算出各工況車速下的煙霧排放量如下表5.6:
表 5.6 各工況車速下的煙霧排放量
最大煙霧排放量:由上述計算可知,在工況車速為10(km/h)時,煙霧排放量最大,為:
稀釋煙霧的需風量
根據規範,正常時取煙霧設計濃度為k=0.0070,交通阻滯時取煙霧設計濃度為k=0.0090
稀釋煙霧的需風量按公式(5.3.4)計算:
5.2.4)
式中 ——隧道全長稀釋煙霧的需風量(m/s)
煙霧設計濃度()
取每小時換氣次數為5次,則有:
5.3.5)
計算得:
co設計濃度為δ=300ppm
煙霧設計濃度k=0.0090
取隧道長度l=1000m
設計時速v=10km/h
則有:交通阻滯時稀釋co的需風量
交通阻滯時按煙霧排放量計算通風量
結論綜合以上計算可知,本隧道的通風量由煙霧排放量的需風量決定,為
隧道長度:
隧道斷面面積:
隧道斷面周長:
隧道當量直徑:
設計交通量(遠期):
需風量:
隧道設計風速:
隧址空氣密度:
表5.7 損失係數
(1)自然風阻力():
5.3.1)
式中 ——自然風阻力(n/m);
——隧道入口損失係數,可按規範取值,取0.6;
——自然風作用引起的洞內風速,取2~3 m/s,取3;
——空氣密度,取1.2kg/m
——隧道長度
——隧道壁面摩阻損失係數,可按規範取值,取0.02;
——隧道斷面當量直徑,計算得;
——隧道淨空斷面積(m),
——隧道斷面周長。
(2)通風阻抗力():
5.3.2)
式中——隧道設計風速(m/s),
(3)交通通風力():
5.3.3-1)
式中——交通通風力;
——隧道內與同向的車輛數,; (5.3.3-2)
——與同向的各工況車速(m/s)
——汽車等效阻抗面積(m)
5.3.3-3)
式中——小型車正面投影面積(m),可取2.13 m;
——大型車正面投影面積(m),可取5.37 m;
——小型車空氣阻力係數,可取0.5;
——大型車空氣阻力係數,可取1.0;
——大型車比例,為0.556 。
則有:當速度,
自然風阻力: ==
通風阻抗力: =
交通通風力: ==
==所需公升壓力():
=其他各種工況車速下,隧道內所需公升壓力用同樣的方法計算,得出計算結果5.8:
表5.8 隧道內所需公升壓力計算結果表
長大隧道通風設計方案
一 通風方式設計 1 進口瓦斯工區 首先要建立完善的瓦斯監測報警系統和不間斷的通風系統,並設自動斷電裝置。在主洞和平導之間橫通道連通前,採用壓力或通風方式,在主洞和平導之間橫通道連通之後,採用巷道式通風。1 橫通道連通前 2 橫通道連通之後 進口工區在第四個橫通道掘進完成進行正洞開挖後,同時有四個工...
尤溪隧道通風方案優化設計
摘要 在隧道通風工程的建設中,通風效果直接影響工程進度,在尤溪隧道通風工程中我們進行了一系列調研分析和相關模擬實驗,優化了原有的通風方案,在淨空允許的情況下,採用大直徑風管,適當增加一次性投入,以減少因此帶來的能耗損失,保證工程順利進行。關鍵詞 通風系統 通風方案 大直徑風管 能耗損失 0.工程概述...
龍泉山隧道施工通風方案設計
1.設計依據 1 龍泉山隧道工程地質說明 2 龍泉山隧道實施性施工組織設計 3 鐵路隧道施工規範 tb10204 2002 4 鐵路瓦斯隧道技術規範 tb10120 2002 2.編制原則 1 科學配置的原則 科學配置通風設施,風機型號,功率與風管直徑必須配套,達到低風阻,滿足低損耗高送風量要求。2...