特长公路隧道通风设计若干问题与对策

发表时间:2016/6/13   来源:《工程建设标准化》2016年3月总第208期   作者:黄德科
[导读] 特长公路隧道指的是超过3000m的公路隧道,近年来随着我国公路建设的快速发展,特长公路隧道的建设也逐年增加。

黄德科
  (中铁隧道集团一处有限公司)
  【摘  要】特长公路隧道建设是公路建设的一项重要内容,目前在我国的特长公路隧道建设过程中,在其通风设计方面仍然存在一系列的问题。如何深入研究,积极解决这些通风设计中存在的问题,就成为了公路建设者需深入思考的问题。笔者以下就对特长公路隧道通风设计中存在的自然风对特长公路隧道通风的影响问题、根据释烟雾计算隧道通风量的问题以及斜井倾角的问题进行了分析,并在此基础上给出了解决对策。以期能够为促进我国公路建设的良好发展提供参考。
  【关键词】特长公路隧道;通风设计;问题;对策
  特长公路隧道指的是超过3000m的公路隧道,近年来随着我国公路建设的快速发展,特长公路隧道的建设也逐年增加。但是在特长公路隧道建设过程中,由于隧道较长,因此在进行隧道内有害气体的稀释时较为困难,导致特长公路隧道在建设过程中所面临的第一个问题就是隧道的通风问题。笔者以下就对目前我国特长公路隧道通风设计中存在的若干问题进行了探讨。
  1.自然风对特长公路隧道通风的影响问题
  在自然状态之下,隧道内产生的风流称之为隧道自然风,引起隧道自然风的主要原因是隧道外的自然风和隧道内外的温度差。对于特长公路隧道来说,其本身的通风就存在一定的难度,如果再加上自然风的影响,则会导致其通风设计的难度进一步加大。且目前我国特长公路隧道通风设计中,对于自然风影响的确定需经过一系列复杂的计算,更加大了通风设计的难度[1]。
  笔者认为,在特长公路隧道通风设计过程中,对于自然风阻力的确定确实是比较困难。目前我国在隧道建设方面已经取得了长足的进展,修建了大量的公路隧道,并且在部分的隧道管理站还设立了气象观测站。结合隧道气象观测站搜集的数据,以及隧道运营的具体资料来分析,有可能在未来分区域建立起自然风阻力的估算模式。但是目前在尚未做进一步研究分析之前,笔者认为对于特长公路隧道的自然风阻力,可按照常压差进行考虑。同时,笔者在参考相关的工程实例及相关算法的基础上,得出一个比较适宜的数据范围,及10—30Pa之间,可作为特长公路隧道通风设计中自然风阻力的参考值[2]。



  2.根据释烟雾计算隧道通风量的问题
  目前特长公路隧道通风设计过程中,根据释烟雾甲酸隧道通风量的问题一直以来都是一比较困难的问题。笔者认为在进行计算时,可以将烟雾的质量浓度或者是烟雾的体积浓度来代替一般烟雾浓度而引入到计算公式中进行计算。同时适当的对柴油车烟雾的基本排放量与隧道全长的烟雾排放量的计算公式进行合理的修改,使其更加符合实际施工情况,更易于设计者进行理解和应用。但是要做到这一步,还需进行大量的工程实例分析和工程试验研究来获取大量的资料,以此来支持建立全新的公式系统[3]。
  3.斜井倾角的问题
  在特长公路隧道建设过程中,其通风井有两种,包括竖井和斜井,其中斜井的设计过程中一个比较重要的参数就是斜井的倾角。在目前的施工中,对于斜井的倾角角度确定往往是由施工方单方面进行确定的。并且由于受到传统斜井自下而上施工方式的影响,斜井的倾角角度往往保持在低于25°的范围内。因为只有当斜井倾角角度低于25°时,采取传统施工方式进行施工时,才能够保证在提升运输时不出现抛撒岩渣的问题[4]。
  对于特长公路隧道通风斜井的施工往往都是在隧道贯通之后,或者是在斜井的井底隧道开挖完成之后,才开始进行斜井的施工的,因此斜井的施工往往会受到多种因素的限制。尽管如此,对于斜井的施工方式,采取自下而上的施工方式是获得一致认可的。但是在施工过程中,需解决的关键问题就是运渣。这主要是由于斜井具有一定的倾角,很难安装使用常规的运渣机械进行操作,而一些非常规的运渣机械在安装使用过程中往往也存在着一些列的特殊要求,因此这一施工过程中的运渣问题就成为了一个难题。
  对于这一难题的解决,还需从斜井的倾角角度入手。笔者认为,对于特长公路隧道通风斜井的倾角角度确定时,需要根据具体的工程施工条件进行灵活掌握。其角度确定的核心原则是一方面能够为斜井的施工提供便利条件,另一方面还能够做到随时因倾角角度的变化减少斜井的长度。满足以上原则的斜井倾角不仅仅能够减少整个隧道施工的工程造价,同时还能够减少风流在写境内的沿程阻力,从而使隧道日后的运营费用降低。总而言之,在对特长公路隧道通风斜井倾角角度进行设计的过程中,设计者需抛开常规倾角角度的局限,应该结合隧道施工工程的具体情况进行灵活的掌握,选取最适宜的斜井倾角角度进行施工。
  参考文献:
  [1]凤懋润.中国公路与隧道建设[C].国际隧道研讨会暨公路建设技术交流大会论文集.北京:人民交通出版社, 2002-11
  [2]中华人民共和国交通部. JTJ 026. 1-1999公路隧道通风照明设计规范[S].北京:人民交通出版社, 2000-05
  [3]魏军政等.秦岭终南山特长公路隧道纵向分段式通风设计[C].国际隧道研讨会暨公路建设技术交流大会论文集.北京:人民交通出版社, 2002-11
  [4]石平,夏永旭.公路隧道送排风短道流场的数值分析及优化研究[C].全国公路隧道学术会议论文集.北京:人民交通出版社, 2005-10

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