特长公路隧道通风方案比选优化设计

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2、长沙市望城区城市建设投资集团有限公司长沙市410200

摘要：本文基于工程案例，对某特长公路隧道的通风方案进行综合比选优化，确定该隧道的通风方案，为以后类似工程提供参考和借鉴。

关键词：特长公路隧道；通风；斜井；竖井；风机房

1.引言

目前，我国公路交通事业飞速发展，特长公路隧道工程越来越常见，随着远期交通量的增加及环境卫生标准的提高，对隧道通风系统的设计要求也越来越高。本文根据交通量、交通组成及需风量等因素，对隧道正常运营、换气、阻滞及火灾等工况进行通风计算，选择最佳通风方案，为类似工程提供参考与借鉴。

2.工程概况

某特长公路隧道，左洞隧道起止里程为ZK71+880～ZK78+325，长6445m，右洞隧道起止里程为K71+885～K78+326，长6441m。隧道进出口均采用削竹式洞门，为双向六车道公路隧道。隧址区第四系覆盖层主要为碎石土，主要分布于冲沟段，基岩出露，出露地层岩性为砂质板岩等，洞身围岩主要为中风化砂质板岩，节理裂隙较发育，岩质较硬。

按照《公路隧道设计规范》的要求，并参考《公路隧道通风设计细则》，根据隧道的平、纵面参数及交通量参数，根据多年公路隧道通风计算中总结的思路和经验，对隧道各种工况下的需风量进行了计算。在隧道运营初期，隧道中的CO及烟尘的排放量较小，通风量主要由稀释空气中的异味所需风量控制，因此该阶段需保证隧道具有一定的换气频率。随着交通量的增大，稀释烟尘和CO所需的新风量迅速上升，控制需风量应由运营工况、阻滞工况、火灾工况、换气工况综合比较确定。

3.通风方案比选

3.1竖井及斜井设计原则

合理地选择斜井、竖井的类型和位置，关系到隧道工程的规模、后期运营费用及建设工期，一般考虑了以下原则：

（1）在方案比选中，分析斜井、竖井工期及对主体工程工期缩短的作用，从而降低工程造价、提高经济效益。

（2）隧道运营通风采取方式，要求技术相对可靠、经济、合理，要满足通风技术要求。

（3）斜井、竖井井身应选择在工程地质和水文地质条件较好的地层中，尽可能避免井身穿越松软地层、断层破碎带及含水层。井口处宜开阔，方便施工场地布置。

（4）斜井倾角的大小，影响斜井井筒的长度、提升设备的选型和建井速度，若采用无轨运输方式，斜井最大纵坡应小于12°，在保证通风的前提下，尽量使井身缩短，避免增加斜井长度，增加工程造价和通风阻力，造成运营通风成本过高等。

3.2通风方案比选论证

本隧道左右洞平均长度为6443m，结合隧道运营通风要求、施工进度要求、隧道防灾救援长度要求及通风计算结果，提出3个纵向式分段通风方案：①隧道设置1座竖井分段通风，采用“通风井+射流风机”组合通风方案：右线采用竖井送排式纵向通风方式；左线采用射流风机纵向通风方式，火灾工况下利用竖井排烟，排烟通道与右线排风井共用；②隧道设置1座无轨斜井分段通风，采用“通风井+射流风机”组合通风方案：右线采用斜井送排式纵向通风方式；左线采用射流风机纵向通风方式，火灾工况下利用斜井排烟，排烟通道与右线排风井共用；③隧道设置1座有轨斜井分段通风，采用“通风井+射流风机”组合通风方案:右线采用斜井送排式纵向通风方式；左线采用射流风机纵向通风方式，火灾工况下利用斜井排烟，排烟通道与右线排风井共用。

主要结论和方案推荐根据上述比选情况，土建及20年运营费用竖井方案最低，无轨斜井方案次之，但无轨斜井方案工期优势较

为明显，分段更为合理，施工风险较低，因此推荐无轨斜井方案。

主要结论和方案推荐根据上述比选情况，土建及20年运营费用竖井方案最低，无轨斜井方案次之，但无轨斜井方案工期优势较为明显，分段更为合理，施工风险较低，因此推荐无轨斜井方案。

为了满足特长隧道火灾排烟及通风的需要，对于采用纵向分段送排式通风方式的隧道，还应设置风机控制洞室、联络通道及专用排烟通道等。

隧道通风方案图

公路隧道轴流风机房多采用地上式风机房，若竖井或斜井口有较好的地方供修筑风机房且交通便捷，则选择地上风机房优势明显。该隧道设置竖井或斜井口有较好的场地条件且交通运输便捷，故设置地上风机房。

隧道竖井风机房方案对比表

项目地面风机房地下风机房

根据比选结果，认为无轨斜井+地面风机房方案较其他方案优，故推荐无轨斜井+地面风机房方案。该隧道设置1座无轨斜井分段通风，采用“通风井+射流风机”组合通风方案：右线采用斜井送排式纵向通风方式；左线采用射流风机纵向通风方式，火灾工况下利用斜井排烟，排烟通道与右线排风井共用。

5.结语

1、隧道通风方案应由隧道运营通风要求、施工进度要求、工程投资规模、隧道防灾救援长度要求及通风计算结果综合确定。

2、本隧道优先采用斜井方案，斜井方案施工工艺成熟、工期优势明显。对于工程造价及施工进度有利。

3、从本项目场地交通条件、运营维护便利性、防灾救援控制可靠性、施工难度及工程造价等多方面考虑，优先采用地面风机房。

4、根据综合比选对比，本隧道设置无轨斜井+地面风机房方案进行通风，右线采用斜井送排式纵向通风方式；左线采用射流风机纵向通风方式，火灾工况下利用斜井排烟，排烟通道与右线排风井共用。

参考文献

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