米仓山隧道通风方案专题设计教学文案.doc

米仓山隧道通风方案专题设计

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1 概述 1
1.1 隧道概况 1
1.2 隧址区地形、地质概况 2
1.3 区域气象条件 2
1.4 米仓山隧道特点 2
1.5 关键技术问题 3
2 隧道通风方案 4
2.1 隧道通风方案比选流程 4
2.2 三区段通风主要方案及图示 5
2.3 四区段通风主要方案及图示 7
2.4 米仓山隧道通风主要技术问题 10
2.5 隧道通风设计原则 10
3 确定通风模式 11
3.1 隧道参数 11
3.2 通风计算参数 11
3.3 设计交通量及交通组成 11
3.4 通风技术标准 12
3.4.1 隧道内CO允许设计浓度δ： 12
3.4.2 隧道内烟雾允许设计浓度K： 12
3.4.3 稀释空气中异味 12
3.4.4 火灾工况 12
3.5 风机参数 12
3.6 通风计算原理 12
3.6.1 隧道需风量 12
3.6.2 隧道通风阻力 13
3.6.3 风机计算 14
3.7 隧道需风量计算 15
3.8 隧道通风模式确定 15
3.9 分段数量确定 17
3.10 小结 18
4 风机房选择 19
4.1 隧道风机房设置原则 19
4.1.1 一般规定 19
4.1.2 洞外风机房 19
4.1.3 洞内风机房 20
4.1.4 洞外风机房与洞内风机房比较 20
4.2 风机房设置调研 20
4.3 米仓山隧道风机房型式选择 21
5 三区段纵向通风方案比选 22
5.1 方案一2竖井方案经济风速论证 22
5.1.1 计算参数 22
5.1.2 计算内容 23
5.1.3 计算结果 23
5.2 方案二 2无轨运输斜井方案经济风速论证 27
5.2.1 计算参数 27
5.2.2 计算内容 27
5.2.3 计算结果 28
5.3 方案三2有轨运输斜井方案经济风速论证 32
5.3.1 计算参数 32
5.3.2 计算内容 32
5.3.3 计算结果 33
5.4 三区段通风方案比选 37
6 四区段纵向通风方案比选 40
6.1 方案一 2竖井+1无轨运输斜井方案经济风速论证 40
6.1.1 计算参数 40
6.1.2 计算内容 40
6.1.3 计算结果 41
6.2 方案二 1竖井+2无轨运输斜井方案经济风速论证 45
6.2.1 计算参数 45
6.2.2 计算内容 45
6.2.3 计算结果 46
6.3 方案三 1竖井+2有轨运输斜井方案经济风速论证 50
6.3.1 计算参数 50
6.3.2 计算内容 50
6.3.3 计算结果 51
6.4 方案四 1竖井+1无轨运输斜井+1有轨运输斜井方案经济风速论证 55
6.4.1 计算参数 55
6.4.2 计算内容 55
6.4.3 计算结果 56
6.5 方案五1竖井+2平导方案经济风速论证 60
6.5.1 计算参数 60
6.5.2 计算内容 60
6.5.3 计算结果 61
6.6 四区段通风方案比选 65
7 三区段与四区段通风方案比选 70
8 风机布置 73
9 防灾救援 75
9.1 火灾情况下的行车组织 77
9.2 火灾情况下的通风组织 77
9.3 米仓山隧道防灾救援区段划分 80
9.4 米仓山隧道监控及通风控制 80
10 结论 82
11 下一阶段需解决的问题 83

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米仓山隧道通风专题设计
1 概述
1.1 隧道概况
桃巴路是《四川省高速公路网规划》中成都经巴中至陕西汉中高速公路的组成部分，是我省北向连接陕西等省的重要出省通道，成都经巴中至陕西汉中高速公路是国家高速公路网京昆线的重要补充，并与京昆线、包茂线在川东北地区形成3条纵向高速公路布局，与横向的广-巴-达-万高速公路形成网络布局。
本项目位于川东北秦巴高山峡谷地区，路线（四川境）起于南江县光雾山（川陕界）拟建米仓山特长隧道内，接陕西境拟建宝汉高速公路汉中至陕川界段。路线途经南江县（约95km）、巴州区（约20km），沿大河、南江河、巴河而下，止于巴中市巴州区东兴场，接在建巴中至南部高速公路，并与广元—巴中—达州高速公路互通，初设路线全长约115km。
米仓山隧道横跨陕、川两省，推荐线全长13.777Km，其中陕境2939m、川境10838m，是桃巴高速公路上的控制性工程。工可批复项目建设工期4年。
米仓山隧道穿越米仓山国家森林公园和大小兰沟省级自然保护区实验区，隧道中部地表为牟阳城景区的风景游览区，环境保护要求高。

图1 地理位置图
1.2 隧址区地形、地质概况
隧道穿越四川省和陕西省，位于四川盆地北缘地带，为深切割高中山构造剥蚀地貌区。区内地貌多形成高山、峡谷。沟谷多呈V型，沟床坡降大，水系呈树枝状。调绘区山脊最高约2000m，沟谷最低约870m，相对高差约1130m，地形总体变化大。地形地貌受构造和岩性的制约，花岗岩山体陡峻，山顶呈尖峰；沉积岩山峰一般浑圆，在山体上横向冲沟发育，呈树枝状，个别切割较深，形成峡谷、陡崖等地貌。山体植被发育。
隧址区出露地层以闪长岩为主，进口段分布有砂岩、灰岩、页岩等，隧道洞身至出口段广泛分布花岗闪长岩。
隧址区为秦岭东西向复杂构造带与四川新华夏盆地的交接部位，位于杨子准地台北缘，为岩浆岩出露区，为元古代基底构造层，形成东西向地垒构造区，加之侵蚀切割作用强烈，表现为陡峻的褶皱山和深切峡谷。区内断层、褶皱不发育，地质构造简单。
隧址区地表未发现大的断裂构造，但闪长岩中可能发育有隐伏断层，对隧道工程有一定影响。在隧道进口附近分布有一向斜，向斜两翼基本对称，核部出露奥陶系地层，两翼主要为韩武系地层。在米仓山国家森林公园出露Pts地层（岩性以板岩为主）为一向斜构造，向斜延伸较短，两翼基本对称，出露地层均为上两组，岩性以板岩为主，但下部板岩和岩浆岩接触带岩体可能发生质变，岩体破碎或软弱。
隧道穿越闪长岩段大多地下水贫乏，但局部裂隙发育段可能有地下水富集或通过裂隙连通远处补给区而形成承压水出露。隧道进口段砂岩裂隙发育，其透水性和含水性较好，页岩为相对隔水层，砂岩和页岩接触带一般地下水较富集，灰岩地下水较丰富，隧道开挖可能遭遇地下溶洞和岩溶涌突水等问题。
1.3 区域气象条件
隧址区位于四川盆地东北部，处于低山区中的河谷地带，属北亚热带湿润季风气候区。四季分明，气候温和，雨量充沛，大陆季风气候特征明显，具春迟秋早而短，夏季无明显高温时段，光热条件好的特征。年降雨量平均值为1074mm，降雨分布不均，多集中于5～9月，其降雨总量可达891.4mm，占全年降雨量的83％。据巴中市气象资料，最大年降水量1600mm，最小年降水量630mm。多年平均气温16.1°C，多年平均蒸发量1500mm，多年平均蒸发量大于降雨量；多年相对平均湿度为68％。
1.4 米仓山隧道特点
（1）隧道长
目前，国内已经建成的10Km以上的公路隧道有秦岭终南山隧道（18020m）、大坪里隧道（12286m）和包家山隧道（11185m），在建的有西山隧道（13654m）、泥巴山隧道（10007m），米仓山隧道全长13777m，开建后将成为国内第二长公路隧道。
（2）埋深大
米仓山两侧山体陡峻，中部宽缓，构成“一山二岭夹一谷”的构造侵蚀地貌，隧道最大埋深约1060m，长达11.7Km的中部地段最小埋深都在400m以上。
（3）山体宽厚
米仓山隧道为越岭隧道，隧道轴线两侧埋深超过1000m的宽度在20Km以上，可见米仓山隧道山体十分宽厚。
（4）地质条件较复杂
隧道洞身穿越砂岩、页岩、灰岩不等厚互层地段及花岗闪长岩，灰岩地段岩溶较发育，地下水丰富，可能遭遇溶洞及涌突水等地质灾害。地质构造上，隧道穿越两个向斜与断层破碎带，花岗闪长岩内可能存在隐伏断层。
（5）环保要求高
米仓山隧道穿越米仓山国家森林公园和大小兰沟省级自然保护区实验区，隧道中部地表为牟阳城景区的风景游览区，环境保护要求高。
1.5 关键技术问题
根据以上特点，米仓山隧道设计存在以下关键技术问题：
（1） 控制测量
米仓山海拔较高、跨度大、山顶大部分地段人迹罕至，控制测量工作难度大。
（2） 地质勘察
地表植被茂盛、覆盖层厚度大，山顶地段人迹罕至，隧道埋深大、地质条件复杂，地质勘察工作量大、难度大。
（3） 通风救灾
米仓山隧道为超特长隧道，隧道通风系统的设计对整个隧道的投资以及后期运营费用影响极大，因此，需结合米仓山隧道的具体地质、地形情况，对可能存在的通风方案进行系统研究，并结合防灾救援、隧道施工等需要，选择最佳通风方案。
（4） 超特长隧道快速施工
米仓山隧道长近13.8Km，工可批复建设工期4年，如何实现快速施工，是保证隧道建设成功的重要条件，因此，需结合米仓山隧道的具体地质、地形情况，研究可能的辅助施工措施，并结合隧道营运通风需要，选择最佳辅助施工方案。
2 隧道通风方案
2.1 隧道通风方案比选流程
隧道通风方案比选流程：
（1）通过调研分析，论证隧道分段纵向通风模式；
（2）地面风机房和地下风机房比选；
（3）提出可能的比较方案，三区段通风和四区段通风方案；
（4）三区段通风方案比选
A、三区段2竖井通风方案经济风速论证；
B、三区段2无轨运输斜井通风方案经济风速论证；
C、三区段2有轨运输斜井风方案经济风速论证；
D、三区段通风方案比选。
（5）四区段通风方案比选
A、四区段2竖井+1无轨运输斜井通风方案经济风速论证；
B、四区段1竖井+1无轨运输斜井通风方案经济风速论证；
C、四区段1竖井+2两有轨运输斜井通风方案经济风速论证；
D、四区段1竖井+1有轨运输斜井+1无轨运输斜井通风方案经济风速论证；
E、四区段1竖井+2平导通风方案经济风速论证；
F、四区段通风方案比选
（6）三区段通风推荐方案和四区段通风推荐方案比选
（7）综合考虑通风、施工、投资、环保等各种因素，提出米仓山隧道通风推荐方案。

图2 隧道通风方案比选流程图
2.2 三区段通风主要方案及图示
方案一：2竖井方案
三区段两竖井送排式通风，竖井均位于四川境，每个井位各设置两座竖井，分别用于左、右洞的送风和排风，送风井与排风井之间采用隔板分割，风机房设于地表。
表1. 三区段通风方案一分段参数表
进出口桩号
K39+272

K53+036
竖井位置

K43+700

K48+000

分段长度
4428m

4300m

5036m
竖井深度

555m

465m

井口高程

1540m

1470m

图3 三区段通风方案一示意图
方案二：2无轨运输斜井方案
三区段两无轨斜井送排式通风，斜井口位于隧道中部大坝附近，每个井位各设置两座斜井，分别用于左、右洞的送风和排风，送风井与排风井之间采用隔板分割，风机房设于地表。
表2. 三区段通风方案二分段参数表
进出口桩号
K39+272

K53+036
斜井位置

K44+450

K48+400

分段长度
5178m

3950m

4636m
斜井长度（坡度）

2500m(17.1%)

2300m(17.4%)

井口高程

1420m

1495m

图4 三区段通风方案二示意图
方案三：2有轨运输斜井方案
三区段两有轨斜井送排式通风，斜井口均位于四川境，一个井口位于土卡门附近、一个位于隧道中部大坝附近，每个井位各设置两座斜井，斜井纵坡45%，分别用于左、右洞的送风和排风，送风井与排风井之间采用隔板分割，风机房设于地表。
表3. 三区段通风方案三分段参数表
进出口桩号
K39+272

K53+036
斜井位置

K43+800

K48+400

分段长度
4528m

4600m

4636m
斜井长度（坡度）

1200m(45%)

950m(45%)

井口高程

1520m

1410m

图5 三区段通风方案三示意图
2.3 四区段通风主要方案及图示
方案一：2竖井+1无轨运输斜井方案
四区段三风井送排式通风，三座风井均位于四川境，两个竖井口分别位于西溪沟上游和大坝附近，斜井口位于四川境出口端王家咀附近，每个井位各设置风井两座，分别用于左、右洞的送风和排风，送风井与排风井之间采用隔板分割，风机房设于地表。
表4. 四区段通风方案一分段参数表
进出口桩号
K39+272

K53+036
斜、竖井位置

K43+100

K46+300

K49+400

分段长度
3828m

3200m

3100m

3636m
竖井深度

570m

460m

斜井长度
（坡度）

2050m
(10.2%)

井口高程

1555m

1465m

1200m

图6 四区段通风方案一示意图
方案二：1竖井+2无轨运输斜井方案
四区段三风井送排式通风，陕西境、四川境两端各设无轨运输斜井一处，斜井纵坡分别为12.12%、10.2%，竖井口位于大坝附近，每个井位各设置风井两座，分别用于左、右洞的送风和排风，送风井与排风井之间采用隔板分割，风机房设于地表。
表5. 四区段通风方案二分段参数表
起止点桩号
K39+272

K53+036
斜、竖井位置

K42+800

K46+300

K49+400

分段长度
3528m

3500m

3100m

3636m
竖井深度

460m

斜井长度
（坡度）

2350m
(12.12%)

2050m
(10.2%)

井口高程

1265m

1465m

1200m

图7 四区段通风方案二示意图
方案三：1竖井+2有轨运输斜井方案
四区段三风井送排式通风，风井口均位于四川境，西溪沟上游设竖井一处，大坝与王家咀附近各设有轨运输斜井一处，斜井纵坡45%，每个井位各设置风井两座，分别用于左、右洞的送风和排风，送风井与排风井之间采用隔板分割，风机房设于地表。
表6. 四区段通风方案三分段参数表
起止点桩号
K39+272

K53+036
斜、竖井位置

K42+900

K46+300

K49+900

分段长度
3628m

3400m

3600m

3136m
竖井深度

460m

斜井长度
（坡度）

1250m
(45%)

920m
(45%)

井口高程

1540m

1465m

1400m

图8 四区段通风方案三示意图
方案四：1竖井+1无轨运输斜井+1有轨运输斜井方案
四区段三风井送排式通风，风井口均位于四川境，西溪沟上游设竖井一处，大坝附近各设有轨运输斜井一处，斜井纵坡45%，王家咀附近设无轨运输斜井一处，斜井纵坡15.56%，每个井位各设置风井两座，分别用于左、右洞的送风和排风，送风井与排风井之间采用隔板分割，风机房设于地表。
表7. 四区段通风方案四分段参数表
起止点桩号
K39+272

K53+036
斜、竖井位置

K43+100

K46+200

K49+400

分段长度
3828m

3100m

3200m

3636m
竖井深度

570m

斜井长度
（坡度）

920m
(45%)

2050m
(10.2%)

井口高程

1555m

1415m

1200m

图9 四区段通风方案四示意图
方案五：1竖井+2平导方案
隧道进出口分别设置3628m、3436m长的平行导坑，隧道中部大坝附近设置竖井一处，分别用于左、右洞的送风和排风，送风井与排风井之间采用隔板分割，风机房设于地表。
表8. 四区段通风方案五分段参数表
进出口桩号
K39+272

K53+036
平导、竖井位置

K42+900

K46+300

K49+600

通风分段长度
3628m

3400m

3300m

3436m
竖井深度

460m

平导长度
3628m

3436m
井口高程

1465m

图10 四区段通风方案五示意图
2.4 米仓山隧道通风主要技术问题
米仓山隧道通风方案主要技术问题包括：
（1）通风方式；
（2）风机房布置；
（3）分段数量和分段长度；
（4）经济风速和经济断面；
2.5 隧道通风设计原则
（1）满足隧道通风各项卫生标准；
（2）满足规范规定的其它通风要求；
（3）通风系统的前期投资和长期营运费用综合最省；
（4）通风系统具有可维护性。
（5）通风系统营运满足环保要求。
3 确定通风模式
3.1 隧道参数
表9. 隧道参数
隧道名称
里程桩号
长度(m)
纵坡(%)/长度(m)
隧道高程(m)
米仓山隧道
左线
AZK39+256～AZK53+046
13790
2.9/24,0.8/6900,-0.5/6850,-2.7/16
1007
右线
AK39+272～AK53+036
13764
2.9/8,0.8/6900,-0.5/6850,-2.8/6

3.2 通风计算参数
表10. 隧道通风计算参数
项 目
单 位
计算及控制参数
备注
设计控制
风速
正常行车设计控制风速
m/s
≤10

火灾工况设计控制风速
m/s
2～3

稀释异味设计控制风速
m/s
≥2.5

环境参数
自然风压产生的洞内风速
m/s
2.5

空气密度ρ
kg/m3
1.2

计算行车
速度
正常行车车速
km/h
40～80

交通阻滞车速
km/h
10

汽车尾气基准排放量
CO基准排放量
m3/辆·km
0.01
折减率1.5％，起始年限1995年
烟雾基准排放量
m2/辆·km
2.5

3.3 设计交通量及交通组成
（1）设计交通量
米仓山隧道位于川陕界～关坝，交通量预测结果见表1。
表11. 年平均日交通量表（pcu/d）
年份
2014
2020
2030
2033
川陕界～关坝
5494
9200
18126
20713
（2）交通组成
表12. 米仓山隧道交通组成（％）
车辆比例
年份
客 车
货 车
小客车
大客车
小货车
中货车
大货车
托挂车
集装箱
2014
48.3
6.8
23.2
15.8
4.9
0.6
0.4
2020
48.5
7.0
23.0
15.2
5.1
0.7
0.5
2030
48.8
7.2
22.6
14.6
5.4
0.8
0.6
2033
49.2
7.3
22.2
14.3
5.5
0.8
0.7
（3）高峰小时比例
根据《桃园（川陕界）至巴中高速公路工程可行性研究报告》高峰小时比例取为10%。
3.4 通风技术标准
3.4.1 隧道内CO允许设计浓度δ：
① 正常运营时，隧道内CO设计浓度δ＝250ppm。
② 交通阻滞时，隧道内各车道以怠速行驶，平均行车速度为10.0km/h，经历时间不超过20min，阻滞段长度不大于1000m，洞内阻滞段的平均CO设计浓度可取300ppm。
3.4.2 隧道内烟雾允许设计浓度K：
表13. 隧道烟雾设计浓度K
计算行车速度（km/h）
80
40
10
K（m-1）
0.007
0.009
0.012
3.4.3 稀释空气中异味
隧道空间不间断换气频率采用每小时3次，并保证隧道内换气风速Vr≥2.5m/s。
3.4.4 火灾工况
火灾时排烟风速按Vr＝2～3m/s取值。
3.5 风机参数
表14. 射流风机型号
风机型号
风机直径mm
电机功率Kw
轴向推力N
风机转速N/min
风机出口风量m3/s
风机出口风速m/s
SDS-1120T-4PD5
1120
37
1294
1470
33.4
33.9
根据《公路隧道通风照明设计规范》JTJ 026.1-1999的有关规定进行通风计算。
3.6 通风计算原理
3.6.1 隧道需风量
（1）稀释CO需风量
CO排放量Qco

稀释CO所需的新风量Qreq(co)

（2）稀释烟雾需风量
烟雾排放量QVI

稀释烟雾的需风量Qreq(VI)

（3）稀释异味需风量
稀释异味的需风量按下式计算：

（4）最大需风量
在确定需风量时，根据上述的各种工况分别进行需风量计算，最后取Qreq(CO)、Qreq(VI)和中最大值作为设计通风量Q：

3.6.2 隧道通风阻力
（1）自然风阻力ΔPm

表15. 自然风阻力计算系数
ζe
λr
υn（m/s）
0.6
0.02
2.5
（2）通风阻抗力ΔPr

（3）交通通风力ΔPt

其中，
表16. 汽车等效阻抗面积Am的计算参数
小型车正面投影面积Acs
小型车空气阻力系数
大型车正面投影面积Ac1
大型车空气阻力系数
2.13
0.5
5.37
1.0
（4）送风口升压力ΔPb，ΔPe

排风口与送风口附近的压力模式如图11 。
① ② ③ ④
排 送
Qe 风 风 Qb
ve vb

Qr1 Qr2 Qr3 Qr4
Pr1 Pr2 Pr3 Pr4

① ② ③ ④
Pr1 Pr2 Pr3 Pr4
图11 排风口与送风口压力模式图
①排风口的升压力为：

②送风口的升压力为：

（5）纵向通风隧道内所需升压力ΔP

3.6.3 风机计算
（1）风机全压PTOT
①排风机全压：
②送风机全压：
（2）轴流风机功率计算Ng
①风机的轴功率
风机的轴功率按下式计算：

②电机功率

（3）射流风机数量i
①每台射流风机的升压力ΔPj

②计算风机台数i

3.7 隧道需风量计算
根据以上计算原理进行隧道需风量计算，计算结果见下表：
表17. 隧道需风量计算结果
隧道名称
路线
稀释CO需风量
稀释VI需风量
稀释异味需风量
最大需风量
洞内风速
m3/s
m3/s
m3/s
m3/s
m/s
米仓山隧道
左线
308.61
248.70
758.79
758.79
11.49
右线
308.02
296.14
757.36
757.36
11.47
从上表可以看出，全射流通风米仓山隧道主洞内风速达到了11.49m/s，超过了《公路隧道通风照明设计规范》JTJ026.1 -1999关于‘单向交通隧道设计风速不宜大于10m/s’的规定，故不宜采用全射流纵向通风。
3.8 隧道通风模式确定
公路隧道的机械通风方式主要有纵向式通风、半横向通风及全横向通风。纵向式通风主要适用于双洞单向交通隧道及较短的单洞双向交通隧道；半横向通风及全横向通风主要适用于单洞双向交通隧道。
通过调查国内外10km以上的隧道，70年代以前，包括欧洲和日本修建的特长隧道（如瑞士的圣哥达隧道、奥地利的阿而贝格隧道、法国至意大利的勃朗峰隧道等）基本上采用半横向通风或全横向通风；70年代以后修建的特长隧道（如日本的关越隧道、挪威的Folgefonn隧道等）基本上采用纵向式通风，这是隧道通风方式的发展规律。
表18. 国内外10km以上隧道调查表
隧道名称
国家
长度（m）
修建年代
通风方式
圣哥达（St.Gothard）
瑞士
16918
1970-1980
横向式
阿尔贝格（Arlberg）
奥地利
13927
1978-1982
横向式
弗雷儒斯（Frejus）
法国-意大利
12890
1974-1979
横向式
勃朗峰（Mt.Blance）
法国-意大利
11600
1959-1965
横向式
普拉布斯（Plabutsch）
奥地利
10086
-1988
横向式
Aurland Laerdal
挪威
24500
1995-2001
纵向式
秦岭终南山
中国陕西
18020
2001-2005
纵向式
坪林（Pinglin）
中国台湾
12900
-2003
纵向式
大坪里
中国甘肃
12286
2005-2009
纵向式
西山
中国山西
13680/13580
2006-
纵向式
包家山
中国陕西
11185
2006-2009
纵向式
Folgefonn
挪威
11100
-2001
纵向式
关越（Kan-Etsu）
日本
11020
1977-1989
纵向式
Hida
日本
10750
-2010
纵向式
格兰萨索（Gran Sasso）
意大利
10175
1968-1984
纵向式
巴黎A86公路西线
法国
10162
在建
纵向式
大相岭
中国四川
10007
2007
纵向式
从国内外超长公路隧道的纵向通风方式来看，也有向斜、竖井分段纵向式通风发展的趋势。在纵向式通风系统隧道内有害气体的浓度在整个隧道内不是一个定值，即有害气体浓度向着流动方向有逐渐增大的特性。当隧道较长，则所需风量较大，污染空气浓度达到容许值时，可考虑沿隧道设置一定数量的通风井，以便不断排出隧道内的污染空气，并补充新鲜空气，通过合理设计风道口的各项参数，以达到预期的风量分配。同时，在长隧道中，烟雾是必须考虑的问题，它造成驾驶人员的视觉障碍，易造成交通事故。采用安装静电除尘器来捕捉通风气流中的烟垢粒子，从而可重新利用通风的空气，另外，达到临界浓度的污染空气通过竖井从隧道中排出，新鲜空气被吸入送到下一个区间，从而扩大了纵向式通风系统的应用范围，提高了纵向式通风系统的效果。但从技术上讲，日本在静电除尘技术应用比较多，我国除用于发电厂外，在隧道中还没有采用这项技术，如果依赖于这项技术，无论在技术还是资金上都有较大困难。
在我国，目前新建成或即将建成的特长隧道，如陕西秦岭终南山隧道（长约18km）、四川雅安至泸沽高速公路大相岭隧道（长约10km）、宝鸡至天水高速公路大坪里隧道（长约12.3km）、湖南雪峰山隧道（长约7km）、陕西包家山隧道（长约11km）、山西太原至古交高速公路上的西山隧道（左洞长13.68km右洞长13.58km）、台湾的坪林隧道（长约12.9km）等，都采用分段纵向通风。
米仓山隧道长约13.8km，为山岭区双洞单向交通隧道，结合国内外隧道通风的发展情况和本隧道特点，本隧道拟采用分段纵向通风模式。
3.9 分段数量确定
瑞士通风专家委员会根据全世界1000多座道路隧道通风运营效果统计资料，于1986年在工程学报上发表的资料中强调“对长大隧道必须考虑每隔3～5 km，设置具有通风机组的通风井一座”的原则，特长隧道需要设置斜井或竖井将隧道分为数段，使每段的设计风速均为 2.5～10m/s之间。
表19. 国内外10km以上纵向通风隧道分段情况表
隧道名称
国家
长度（m）
修建年代
分段长度
井长/坡度
通风方式
秦岭终南山
中国陕西
18020
2001-2005
最长4948
最短3782
竖井185-709-395
分段纵向式
坪林（Pinglin）
中国台湾
12900
-2003
平均约3200m
竖井250-235-500
分段纵向式
大坪里
中国甘肃
12290
2005-
平均3100m
竖井225-225
分段纵向式
西山隧道
中国山西
13680
2006-
最长5005
最短2478

分段纵向式
包家山隧道
中国陕西
11185
2006-2009
2705-3417-3023
-2055
斜井746/11.8％585/36.3％890/8.5％
分段纵向式
关越（Kan-Etsu）
日本
11020
1977-1989
3735-3558-3592
竖井193-181
分段纵向式
大相岭隧道
中国四川
10007
2007-
2500-5000-2500
斜井1532/12.3％
1356/15.9％
分段纵向式
从国内外已经建成或在建的10km以上的隧道的纵向通风分段情况来看：日本的关越隧道分段长度3.5～3.7km，中国台湾的坪林隧道分段长度约3.2km，秦岭终南山隧道分段长度3.8～4.9km，甘肃的大坪里隧道分段长度平均约3.1km，一般分段长度3～5km。
斜竖井位置的应遵循“因地制宜”的原则，过分地强调隧道均匀分段而不顾其他条件，势必造成斜竖井、连接风道的土建费用增多，同时过长的风道也会增加通风阻力，造成运营费用增高。
米仓山隧道全纵向射流通风计算风速11.5m/s，超过规范规定的“单向交通隧道设计风速不宜大于10m/s”，根据调研成果，分段纵向通风分段长度一般不超过5km，结合本隧道通风、防灾救援、工期要求及隧道所处的地形、地质条件，隧道合理的通风区段划分应该为3～4段。
3.10 小结
（1）确定需风量
初步设计阶段通过调研分析，米仓山隧道车辆的基准排放量及折减系数按规范取值，即CO基准排放量为qco=0.01m3/辆·km，烟雾的基准排放量为qvi=2.5m2/辆·km。
初步设计根据规范及结合米仓山隧道实际情况，确定了计算需风量所需的其他计算参数，计算出隧道需风量及风速。
表20. 最大需风量及风速表
隧道名称
最大需风量（m3/s）
隧道计算风速（m/s）
米仓山隧道
左洞
758.79
11.49
右洞
757.36
11.47
从表中计算风速看，左洞为11.49m/s，右洞为11.47m/s，均超过规范规定的10m/s，故不宜采用全射流纵向通风。
（2）确定分段纵向通风模式
通过调研分析国内外10km以上隧道的通风模式及通风发展规律，综合考虑本隧道通风、防灾救援、工期要求等因素，确定采用分段纵向通风模式。
（3）确定纵向分段数量
通过调研分析国内外10km以上隧道的通风分段情况，分段纵向通风分段长度一般不超过5km，结合本隧道通风、防灾救援、工期要求及隧道所处的地形、地质条件，隧道合理的通风区段划分应该为3～4段。
4 风机房选择
根据《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ 026.1-1999）规定，风机房应从功能要求、位置选择、外观协调、环境保护、养护维修、营运管理及防灾救援等方面综合考虑，作出合理规划与设计。风机房可设在洞外或洞内。
米仓山隧道风机房位置的选择，关系到通风井布置型式、通风管理模式以及防灾救援等，所以应给予充分考虑。
4.1 隧道风机房设置原则
根据《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ 026.1-1999），对隧道风机房所作规定如下：
4.1.1 一般规定
（1）风机房与通风井应从功能要求、位置选择、外观协调、环境保护、养护维修及营运管理等方面综合考虑，作出合理规划与设计。
（2）风机房空间应能布置轴流风机、电气设备、控制设备和其他辅助机电设备，并有大型设备搬运通道和工作通道等。
（3）风机房宜靠近隧道布置。
（4）当风机分期安装时，应考虑预留空间和连接装置。
（5）风机房与风道的连接处，其周壁必须密封，严禁漏风。
（6）风机房与通风井内应采取严格的防排水措施，严禁渗漏水。
风机房与通风井、连接风道、主风道和隧道构成完整的通风系统，它的规划与设计是否合理，至关重要，因此要求风机房满足功能要求，位置合适，结构可靠，外观协调，便于养护维修及营运管理。
4.1.2 洞外风机房
风机房可设于洞口和通风井附近，应根据洞口或通风井周围地形条件、两洞口轴向间距等因素，确定风机房位置，并注意与环境的协调。城镇附近的隧道还应考虑对洞口附近.居民及城市设施的影响。
当采用集中送入式或横向式通风方式时，风机房可设置在隧道洞口处，其中可分为在两洞口间设置的形式和路堑单侧设置的形式；当采用斜、竖井通风方式时，风机房可设在井口地表处。
当在两洞口间设置风机房时，应注意与洞口环境的协调，避免对行车造成压抑感。
4.1.3 洞内风机房
当采用斜、竖井通风且洞外设置风机房有困难时，可将风机房设置于斜、竖井底部。洞内风机房内应考虑防潮、防尘、降噪和温度调节，同时应具有自身通风设施。
据国外一些技术资料，20世纪90年代以前，隧道风机房较多设置在隧道洞口附近和竖井地表换风塔口附近，但进人20世纪90年代后，一些国家尤其是日本在采用竖井通风方式时，较多地将风机房设在地下即竖井底部与正洞连接处的山体内。这种设置方式在工程费用方面一般高于洞外设置方式，但可节省土地，保护植被环境，并且由于风机房位于隧道内路侧边，便于设备的维护管理和工作人员的进出。
4.1.4 洞外风机房与洞内风机房比较
表21. 洞外风机房与洞内风机房比较表

洞外风机房
洞内风机房
适用条件
井口附近地表交通较方便，