(高清版）DB41_T 2156-2021公路隧道通风设计指南.pdf

ICS 93.010 CCS P 21 41 河南省地方标准 DB41/T 21562021 公路隧道通风设计指南 2021-07-06 发布 2021-10-05 实施 河南省市场监督管理局 发 布 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 通风设计规划与调查.2 5 通风方式.4 6 通风标准及设计风量.5 7 通风计算.6 8 风机房.11 9 风机选型与布置.13 10 通风系统结构设计.14 11 通风控制及火灾防排烟.16 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由河南省交通运输厅提出并归口。本文件起草单位：河南省尧栾西高速公路建设有限公司、河南省交通规划设计研究院股份有限公司、长安大学。本文件主要起草人：刘东旭、李国伟、白雅伟、付大喜、王永东、李志鹏、高晓培、韩艳红、翟彦发、郑培信、胡晓伟、郭炎伟、肖亚冲、郭菲菲、曹家丕、何志伟、李磊、张良、于庆、唐果、梁佳林、覃桢杰、化思豪。公路隧道通风设计指南 1 范围 本文件确立了公路隧道通风设计的术语和定义、规划与调查、通风方式、通风标准及设计风量、通风计算、风机房、风机选型与布置、通风系统结构设计、通风控制及火灾防排烟等内容。本文件适用于各等级公路山岭隧道的通风设计。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。JTG B01 公路工程技术标准 JTG/T D70/2-02 公路隧道通风设计细则 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 一氧化碳浓度 隧道单位体积被污染空气中含有一氧化碳（CO）的体积，用体积浓度计量。3.2 烟尘浓度 烟尘对空气的污染程度，通过测定污染空气中 100 m 距离的烟尘光线透过率来确定，表示洞内能见度的指标。3.3 需风量 按保证隧道安全运营要求的环境指标，根据隧道条件计算确定需要的新鲜空气量。3.4 设计风量 以计算得到的隧道需风量为基础，在满足运营要求而配置风机后达到的通风量。3.5 设计风速 根据设计风量计算得到的空气在隧道内沿隧道轴向流动的速度。3.6 风压 分为静压、动压、全压。作用于各个方向上压强相等的空气压力称为静压；空气以某一速度流动时所产生的压力称为动压；任意测点处静压和动压之和称为全压。本指南所提及静压和全压是指隧道或风机的相对静压和相对全压。3.7 纵向通风 通风气流在行车空间沿隧道轴线方向（纵向）的流动。3.8 互补式通风 通风气流在行车空间沿隧道轴线方向（纵向）进入，经横通道交换左、右线隧道部分气流，沿隧道轴线方向（纵向）排出的流动。3.9 半横向通风 通风气流在行车空间沿垂直于隧道轴线方向（横向）进入（或排出）、沿隧道轴线方向（纵向）排出（或进入）的流动。3.10 全横向通风 通风气流在行车空间沿垂直于隧道轴线方向（横向）的流动。4 通风设计规划与调查 通风规划 4.1 4.1.1 整体规划 公路隧道通风应结合路线平面、纵断面、隧道断面形式、工程分期建设情况、防灾救援与运营管理等进行整体规划。4.1.2 设计步骤 公路隧道通风设计应按下列步骤实施：a)应收集隧道所在路段平面、纵断面，隧道地形、地物、地质等路线资料；b)应收集隧道所在路段的公路等级、隧道断面、交通量，所在区域的气象和环境条件，以及隧址区域的环保要求等技术资料；c)应根据收集的资料进行隧道需风量的初步计算及通风方案比选；当因路线方案使各通风方案均不满足运营安全、经济、环保要求时，则应重新论证路线方案、隧道长度、纵坡等；d)应根据比选确定的通风方案计算需风量，确定设计风量，并计算通风系统阻力；e)应根据通风系统阻力计算风机风压、风量、功率等，并进行风机选型及配置；f)通风设备安装前，应针对隧道土建施工、通风设备参数变更情况复核通风系统是否满足隧道运营需求。4.1.3 设计原则 公路隧道通风系统设计应遵循下列原则：a)通风系统可根据近远期预测交通量进行一次设计、两期实施；b)应根据所在路段交通量增长、汽车有害气体标准排放量变化、各分期实施阶段洞内通风标准和洞外环境空气质量标准变化、土建工程及通风设施分期实施的难易程度等因素综合考虑；c)公路隧道通风设计，应对日常运营通风与防灾通风设施进行统筹规划，明确日常运营工况与火灾工况的风机数量；d)各期安装的设备应满足隧道防灾通风需求；e)服务隧道和地下风机房通风系统应采用正压通风方式。4.1.4 环境影响 隧道洞口或通风井口有环境保护要求时，有害气体排放应符合环境保护的相关规定。4.1.5 坡度要求 长度L5000 m隧道的平均纵坡，不宜大于2.0%；隧道行车方向进口接线纵坡宜与洞内一致。通风调查 4.2 公路隧道通风设计应对隧道所在区域的交通、气象、环境及地形、地物、地质等进行调查，应包括下列内容：a)隧道所在路段设计预测年份的交通量、交通组成、交通阻滞和人行情况等；b)隧道通行的不同动力、不同燃料类型车辆的构成；c)隧道所在路段的交通高峰时间段、交通出行规律；d)隧址区域自然风速、隧道洞口或通风井位置的气流扩散等；e)隧道洞口及通风井位置的气压、风向、风速、温度等；f)特殊气象条件；g)隧道洞口或通风井周围的敏感地物，以及隧址区域的环境空气背景浓度等；h)通风井位和风机房的地质情况，以及通风井所在区域的地形、地物。交通量 4.3 4.3.1 设计小时交通量 通风设计采用的设计小时交通量应根据隧道所在路段项目可行性研究报告提出的设计（预测）年平均日交通量（AADT）进行换算，并宜符合下列规定：a)设计小时交通量系数宜采用项目可行性研究报告提供的数据；若未明确提出，山岭重丘区隧道可取 12%，平原微丘区隧道可取 10%，城镇附近的隧道可取 9%；b)单向交通隧道的方向分布系数宜根据项目可行性研究报告取值，若未明确提出，可取 55%；双向交通隧道行车上坡较长方向的方向分布系数可取 60%；c)当设计小时交通量大于隧道所在路段的最大服务交通量时，宜采用最大服务交通量换算的设计小时交通量。4.3.2 混合车型设计高峰小时交通量 将标准小客车交通量换算成混合车型设计高峰小时交通量，其换算的步骤为：a)根据交通组成百分比和标准小客车设计高峰小时交通量，算出各车型对应的标准小客车设计高峰小时交通量；b)将各车型的标准小客车高峰交通量换算成混合车型设计高峰小时交通量（veh/h），各汽车代表车型及车辆折算系数可按 JTG B01 取值。4.3.3 阻滞车速 c)对于长度 L1000 m 的隧道可不考虑交通阻滞；对于长度 L1000 m 的隧道阻滞段宜按每车道长度为 1000 m 计算。以下行驶情况可视为交通阻滞：d)高速公路隧道内各车道平均行车速度不大于 30 km/h；e)一级公路隧道内各车道平均行车速度不大于 20 km/h；f)二级、三级、四级公路隧道内各车道平均行车速度不大于 10 km/h。4.3.4 火灾交通量 火灾工况下交通量计算应遵循下列原则：a)工况车速宜按 0 km/h 考虑；b)单向交通隧道宜按独立排烟区末端位置发生火灾考虑；双向交通隧道宜按洞内中点发生火灾考虑；c)隧道交通量由洞内滞留的车辆数与后续进人洞内的车辆数之和确定，后续进入洞内的车辆数，单向通行隧道宜按 5 min 计算，双向通行隧道宜按 10 min 计算。5 通风方式 通风方式选择 5.1 5.1.1 影响因素 隧道通风方式选择时应考虑下列因素：a)隧道长度；b)交通条件；c)地形、地物、地质条件；d)通风要求；e)环境保护要求；f)火灾时的通风控制；g)维护与管理水平；h)分期实施的可能性；i)工程造价、运营电费、维护管理费。5.1.2 通风方式分类 隧道通风方式分为自然通风和机械通风两种方式。机械通风方式主要有纵向通风方式、半横向通风方式、全横向通风方式以及采用以上多种通风方式形成的组合通风方式。各类通风方式的特点可参考JTG/T D70/2-02。5.1.3 设置机械通风方式初步判定条件 双向交通隧道，当符合公式（1）的条件时，可设置机械通风。56 10L N（1）式中：L隧道长度，单位为米（m）；N设计小时交通量，单位为辆每小时（veh/h）。单向交通隧道，当符合公式（2）的条件时，可设置机械通风。62 10L N（2）若不满足公式（1）、（2）可采用自然通风方式。通风要求 5.2 5.2.1 设计风速 单向交通隧道的设计风速不宜大于10.0 m/s，特殊情况不应大于12.0 m/s；双向交通隧道的设计风速不应大于8.0 m/s；设有专用人行道的隧道设计风速不应大于7.0 m/s。5.2.2 风流流向 双向交通隧道设计风向宜与行车上坡较长方向一致，洞内通风气流方向不宜频繁变化。5.2.3 交互污染 隧道洞口之间、送排风口之间的污染物空气流动，应符合下列要求：a)连拱或小净距特长隧道的左右洞相邻洞口间宜采取措施避免污染空气窜流，当不可避免污染空气窜流时，通风设计应考虑窜流带来的影响；b)上行隧道行车出口排出洞外的污染空气对下行隧道产生二次污染时，应根据污染程度综合考虑上、下行隧道的通风方式；c)通风井的进风口宜设置于上风方向，排风口宜设置于下风方向；设置于山坳中的通风井，风口宜朝开阔方向；d)通风井的排风口高程应大于进风口高程，其高差不应小于 5 m；进风口与排风口之间的平面间距不应小于 5 m；进风口与排风口不应同方向布置，防止窜流。6 通风标准及设计风量 通风标准 6.1 6.1.1 CO 与 NO2设计浓度 取值应符合下列规定：a)通风设计的卫生标准应以稀释CO为主，正常交通时，CO设计浓度可按表1取值；表 1 CO 设计浓度 隧道长度（m）L1000 1000L3000 L3000 CO（cm3/m3）150 线性内插值法取值 100 b)隧道内20 min内的平均N02设计浓度可取1.0 cm3/m3；c)交通阻滞时，阻滞段的平均CO设计浓度可取150 cm3/m3，经历时间不宜超过20 min；d)人车混合通行的隧道，隧道内CO设计浓度不应大于70 cm3/m3，隧道内60 min内N02设计浓度不应大于0.2 cm3/m3；e)隧道内养护维修时，作业段CO允许浓度不应大于30 cm3/m3，N02允许浓度不应大于0.12 cm3/m3。6.1.2 烟尘设计浓度 取值应符合下列规定：a)公路隧道通风设计的安全标准应以稀释烟尘为主，烟尘设计浓度K取值应按表2、表3执行；表2 烟尘设计浓度（钠光源）设计速度 vt（km/h）vt90 60vt90 50vt60 30vt50 vt30 烟尘设计浓度 K（m-1）0.0065 0.0070 0.0075 0.0090 0.0120 表 3 烟尘设计浓度（荧光灯、LED 灯等光源）设计速度 vt（km/h）vt90 60vt90 50vt60 30vt50 vt30 烟尘设计浓度 K(m-1)0.0050 0.0065 0.0070 0.0075 0.0120 b)双洞单向交通临时改为单洞双向交通时，隧道内烟尘允许浓度不应大于0.012 m-1；c)隧道内养护维修时，隧道作业段烟尘允许浓度不应大于0.003 m-1。6.1.3 换气频率和换气风速 公路隧道通风设计的舒适性标准应以换气稀释异味为主，隧道空间最小换气频率不应低于3 次/h；采用纵向通风的隧道，隧道换气风速不应低于1.5 m/s。设计风量 6.2 设计风量应按稀释CO需风量、稀释烟尘需风量、隧道换气需风量以及火灾时排烟需风量的最大值，需风量计算公式应按JTG/T D70/2-02执行。考虑汽车技术发展，宜单独考虑新能源汽车的影响。7 通风计算 一般规定 7.1 公路隧道通风计算应符合下列要求：a)应根据工程可行性研究、初步设计和施工图设计等阶段的要求进行相应的计算；b)通风系统中，风机及交通通风力提供的风量和风压应满足需风量和克服通风阻力的要求；c)公路隧道通风计算可把空气视为不可压缩流体，隧道内的空气流可视为不随时间变化的恒定流，且汽车行驶也可视为恒定流；d)沿程阻力系数及局部阻力系数应根据隧道或风道的断面当量直径和壁面粗糙度以及风道结构形状等取值，常用阻力系数可按 JTG/T D70/2-02 执行。自然通风力 7.2 7.2.1 确定原则 应按以下原则确定：a）通风计算中，应将自然通风力作为隧道通风阻力考虑；当确定自然风作用引起的隧道内风速常年与隧道通风方向一致时，宜作为隧道通风动力考虑；b）自然风作用引起的洞内风速宜根据气象调查资料、隧道长度、纵坡等确定；当未取得相关调查结果宜取 2.0 m/s3.0 m/s；c）采用通风井分段纵向式通风的隧道，各通风区段自然通风力可在隧道贯通后进行实测，同时应考虑季节变化的影响。7.2.2 自然通风力计算 隧道自然通风力计算公式应按JTG/T D70/2-02执行。交通通风力 7.3 7.3.1 确定原则 应按以下原则确定：a）单向交通时，交通通风力宜作为动力考虑；当工况车速小于设计风速时，交通通风力应作为阻力考虑；b）双向交通时，交通通风力宜作为阻力考虑；c）交通通风力应按设计速度以下各工况车速分别计算。7.3.2 通风力计算 单洞双向交通通风力的计算方法和双洞单向交通通风力的计算方法可按JTG/T D70/2-02执行。通风阻力 7.4 隧道内通风阻力应按JTG/T D70/2-02执行。全射流纵向通风方式 7.5 7.5.1 通风模式 全射流纵向通风方式的模式可按JTG/T D70/2-02执行。7.5.2 隧道压力 隧道内压力平衡应满足公式（3）。rmtj+pppp(3）式中：mp 隧道内自然通风力，单位为帕（Pa）；tp 隧道内交通通风力，单位为帕（Pa）；rp 隧道内通风阻力，单位为帕（Pa）；jp射流风机群总升压力，单位为帕（Pa）。7.5.3 射流风机升压力与所需台数 射流风机升压力与所需台数计算应按JTG/T D70/2-02执行。送排式纵向通风方式 7.6 7.6.1 通风模式 送排式纵向通风方式的模式可按JTG/T D70/2-02执行。7.6.2 设计规定 送排式纵向通风设计应符合下列规定：a)送排式纵向通风方式宜用于单向交通隧道；b)隧道内最大设计风速不宜大于 8.0 m/s；c)应防止短道段出现回流，短道段长度不应小于 50 m；d)应为短道段提供一定的窜流风速，送风量计算应充分考虑短道段窜流风量及其污染浓度。7.6.3 隧道压力 送排式纵向通风宜与射流风机组合，形成通风井与射流风机组合纵向通风方式。组合纵向通风方式压力平衡应满足公式（4）的要求,同时通风计算应对通风井位置以及通风井与射流风机位置等各方案相应的需风量、设计风量、风速等进行反复试算，确定合理的沿程压力分布。bejrtm+PPPPPp（4）式中：bP 送风口升压力，单位为帕（Pa）；eP 排风口升压力，单位为帕（Pa）；jp 射流风机群总升压力，单位为帕（Pa）；mp 隧道内自然通风力，单位为帕（Pa）；tp 隧道内交通通风力，单位为帕（Pa）；rp 隧道内通风阻力，单位为帕（Pa）。互补式通风方式 7.7 7.7.1 通风模式 互补式通风方式的模式可见图 1。图1 双洞互补式通风方式示意图 7.7.2 污染物浓度分布 互补式通风方式隧道内污染物浓度分布可见图 2，其中虚线为常规隧道污染物浓度变化，实线为添加互补系统后，隧道污染物浓度变化。图 2 隧道污染物浓度变化示意图 7.7.3 设计规定 互补式通风设计应符合下列规定：a)宜用于上下行隧道需风量的较大值大于单隧道最大允许通风量且上下行隧道需风量之和小于2 倍的单隧道最大允许通风量；b)上下行隧道需风量的比值宜大于 1.5 且隧道长度应在 5000 m 以内；c)隧道内最大设计风速不宜大于 8.0 m/s。7.7.4 设计风量 左、右线隧道的设计风量可按公式（5）计算。LRLRqqQQ（5）式中：Lq 左线隧道内污染物排放量，CO 单位为立方米每秒（m3/s）,烟尘单位为平方米每秒（m2/s）；Rq 右线隧道内污染物排放量，CO 单位为立方米每秒（m3/s）,烟尘单位为平方米每秒（m2/s）；LQ 左线隧道的设计风量，单位为立方米每秒（m3/s）；RQ 右线隧道的设计风量，单位为立方米每秒（m3/s）；隧道内污染物浓度限制值，CO 单位为立方厘米每立方米（cm3/m3），烟尘单位为每米（m-1）。7.7.5 压力计算 互补式通风方式的压力可按下列要求计算。a）隧道第区段末端的全压（分流前的全压）可按公式（6）计算。21111()2tottotnjterrLppppvD（6）式中：1totp第区段末端的全压，单位为帕（Pa）；totnp入口与风流出口的气象压力差，单位为帕（Pa）；jp第区段射流风机总升压力，单位为帕（Pa）；1tp第区段交通风总升压力，单位为帕（Pa）；e 隧道入口局部损失系数；r 沿程损失系数；rD 隧道断面当量直径，单位为米（m）；L 第区段长度，单位为米（m）；空气密度，单位为千克每立方米（kg/m3）；1v 第区段-断面平均风速，单位为米每秒（m/s）。b）隧道第区段始端的全压（分流后的全压）可按公式（7）计算。2211 212tottotepppv（7）式中：2totp第区段始端的全压，单位为帕（Pa）；ep 排风口升压力，单位为帕（Pa），可按 JTG/T D70/2-02 执行；1 2 分流型风道主流分岔损失系数，可按 JTG/T D70/2-02 执行。c）隧道第区段末端的全压（合流前的全压）可按公式（8）计算。2222222tottottrrLpppvD（8）式中：2tot p第区段末端的全压，单位为帕（Pa）；2tp第区段交通风总升压力，单位为帕（Pa）；2v 第区段-断面平均风速，单位为米每秒（m/s）。d）隧道第区段始端的全压（合流后的全压）可按公式（9）计算。2321 322tottotbpppv（9）式中：3totp 第区段始端的全压，单位为帕（Pa）；bp 送风口升压力，单位为帕（Pa），可按 JTG/T D70/2-02 执行；1 3 合流型风道损失系数，可按 JTG/T D70/2-02 执行。e）隧道第区段末端的全压（出口）为零，应满足公式（10）。22333333=022tottjrrLpppvvD（10）式中：3jp 第区段射流风机总升压力，单位为帕（Pa）；3tp 第区段交通风总升压力，单位为帕（Pa）；3v 第区段-断面平均风速，单位为米每秒（m/s）。f）横通道所需轴流风机全压可按公式（11）计算。22zj1=1.1(+)22nzjtotzrin outbjrLpvpvD（11）式中：totzp 横通道所需轴流风机全压，单位为帕（Pa）；zjL 横通道各段长度，单位为米（m）；zjv 横通道各段风速，单位为米每秒（m/s）；in outp 横通道风流入口与出口静压差，单位为帕（Pa）；bv 送风口风速，单位为米每秒（m/s）。7.7.6 横通道间距 横通道间距以污染物浓度是否超标为标准，宜大于50 m且宜小于100 m。全横向和半横向通风方式 7.8 双向交通隧道可采用全横向和半横向通风方式；单向交通隧道可采用全横向和送风型半横向通风方式。全横向和半横向通风方式的压力模式和压力计算可按JTG/T D70/2-02执行。其它通风方式 7.9 集中送入式纵向通风方式、通风井排出式纵向通风方式、吸尘式纵向通风方式的计算要求可按 JTG/T D70/2-02执行。8 风机房 一般规定 8.1 8.1.1 设计考虑因素 风机房设计应综合考虑功能要求、位置选择、建设条件、环境保护、养护维修、运营管理及景观协调等因素。若竖(斜)井井口气象条件恶劣、风机房工作人员生活与交通条件艰苦、山顶建房征地占用成本过高，宜考虑设置地下风机房。8.1.2 设计要求 应符合下列要求：a）风机房应具有布置轴流风机、电气设备、控制设备、其他辅助设备的空间及预留设备检修空间，并应设置大型设备搬运通道和工作通道等；b）风机房与风道的连接应严密封闭；c）风机房与通风井内应采取防排水措施；d）风机房的设计应满足房屋建筑设计相关规范要求。地下风机房 8.2 8.2.1 设计规划 应符合下列要求：a）设置位置应综合考虑地质条件、经济性和安全因素，宜选择在围岩条件较好地段；b）地下风机房与隧道的位置关系，可根据地质条件以及隧道与通风井、连接风道的位置确定；c）地下风机房的布局应满足风机及其配套设施的综合布置、运输、安装、检修等各项功能要求，大型通风机宜集中布置；d）地下风机房与隧道正洞之间应设置大型设备运输通道和合理的逃生通道，地下风机房与连接风道之间应设置检修通道；e）地下风机房应设置防潮、防尘、降噪、给排水、温度调节、环境检测、闭路监视、火灾报警等设施，并设置质量可靠、功能充足的排烟和自动灭火系统；f）地下风机房与隧道正洞之间的各连接通道应设置防火门；g）上下行隧道送（排）风道宜合并设置、独立控制。8.2.2 功能分区 应符合下列要求：a）地下风机房分为有人值守和无人值守两种类型，应根据隧道具体情况选择地下风机房类型；b）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；c）地下风机房的组成应按隧道具体情况来确定，一般宜由风机区、运营操作区、设备区及维修区组成。8.2.3 新风量和风速 地下风机房设备及管理用房内每人每小时需供应的新鲜空气量不应少于30 m3，且新风量不少于总风量的10%；有人值守的地下风机房活动区风速冬季不宜大于0.3 m/s，夏季宜为0.2 m/s0.5 m/s。8.2.4 温度和湿度 有人值守地的下风机房温度宜控制在12 30，无人值守的地下风机房温度不宜超过35；夏季相对湿度宜控制在40%80%，冬季宜控制在30%60%。8.2.5 安全要求 有人值守和无人值守的地下风机房内CO以及其他污染物允许浓度应满足人员安全、健康、舒适的要求，允许浓度数值可参考通风标准。8.2.6 噪声要求 有人值守的地下风机房通风、空调设备传至各房间内的噪声不应超过60 dB（A）。8.2.7 防灾和疏散 应符合下列要求：a）应根据隧道交通条件、自然条件和火灾危险性等因素进行火灾排烟设计，对风机房发生火灾和主隧道发生火灾综合考虑；b）地下风机房火灾防烟与排烟措施应综合考虑各通风方式的工程造价、技术难度、运营维护及其排烟特点等因素进行选择；c）应设有人员逃生通道；d）地下风机房的疏散通道、安全出口以及房间疏散门的各自宽度应经计算确定。安全出口、房间疏散门的净宽度不应小于 0.9 m，疏散走道的净宽不应小于 1.1 m。8.2.8 照明要求 应符合下列要求：a）有人值守的地下风机房应设置照明，无人值守的地下风机房应根据现场情况设置照明；b）照明控制设施应根据照明设计提出的照明方式、工艺要求，结合隧道交通工程等级和现场条件合理确定照明控制方案；c）地下风机房出入口及救援通道应设置应急照明设施。地表风机房 8.3 应符合下列要求：a）设置位置和形式应根据隧道洞口地形条件确定；b）当风机房设置在两隧道洞口间时，应注意风机房与隧道洞口环境的协调；c）应考虑地表风机房的设置对自然环境景观和附近居民生活的影响；d）地表风机房的设计可参考地下风机房等相似工程的设计。9 风机选型与布置 一般规定 9.1 9.1.1 通风设备 公路隧道通风可采用射流风机、轴流风机、离心风机、吸尘装置等机械设备。9.1.2 风机要求 风机应满足隧道通风系统使用要求，并具有良好的节能环保特性。射流风机选型与布置 9.2 9.2.1 风机选型 应符合下列要求：a）应选用具有消声装置的公路隧道专用风机；b）应结合不同类型射流风机的直径、单台射流风机的电机配置功率、隧道总装机功率、长期运营费用等进行选型；c）单向交通隧道宜选择单向风机，双向交通隧道应选择双向风机，同一隧道的风机型号宜相同；d）双向可逆射流风机反转时的风量和推力不宜低于正转的 98%；反向运行的单向射流风机，其反向风量宜为正向风量的 50%70%；e）当隧道内发生火灾时，在环境温度为 250 情况下，射流风机应能正常可靠运转 60 min；f）在野外距风机出口 10 m 且成 45夹角处测量射流风机的 A 声级应小于 77 dB；g）风机电机防护等级不应低于 IP55，绝缘等级不应低于 F 级；h）在额定工作条件下，风机整体设计使用寿命不应低于 20 年，第一次大修前的安全运转时间不应少于 18000 h。9.2.2 风机设置 应符合下列要求：a）不应侵入隧道建筑限界，边沿与隧道建筑限界的净距不宜小于 20 cm；b）宜采用固定式或悬吊式安装；当采用壁龛式安装时应注意隧道结构的过渡设计，可在风机进出口设置导流叶片；c）应根据隧道断面形状、断面大小、全隧道射流风机总体布置情况以及供配电系统实施的合理性，确定同一断面上风机的设置数量；d）当同一断面布置2台及2台以上射流风机时，相邻2台风机的净距不宜小于1倍风机叶轮直径，该断面的各风机型号应完全相同；e）口径小于等于 1000 mm 的射流风机间距宜小于 120 m，口径大于 1000 mm 的射流风机间距宜大于 150 m。9.2.3 风机安装 应符合下列要求：a）风机运转的正向应与隧道通风设计的主要气流方向一致；b）支承风机的结构承载力不应小于风机实际静荷载的 15 倍，安装前应做支承结构的荷载试验；c）风机应安装安全吊链并保持适当的松弛度；当安全吊链受力时，应能承担射流风机及其安装支架的静荷载；d）风机的安装连接件应选用钢构件，其表面应做防腐处理；洞内污染腐蚀严重的隧道，宜做防盐雾腐蚀等处理；e）风机的安装连接件与风机支承结构预埋件之间可采用焊接，或采用螺栓连接，风机连接件与风机或风机支承结构预埋件之间应考虑减振措施；f）风机轴线应与隧道轴线平行，误差不宜大于 5 mm。轴流风机选型与布置 9.3 9.3.1 风机选型 应符合下列要求：a）应根据设计要求确定风机特性，并应根据不同设置场所和环境条件选择轴流风机；b）宜选用大风量、低风压、静叶可调的轴流风机；应结合隧道设计风量、风压、功率及效率选择风机型号；c）风机安装前，应结合土建施工情况、轴流风机性能，根据通风系统摩擦阻力和风机全压效率等对风机配备参数进行验算；d）火灾排烟轴流风机的绝缘等级不应低于 F 级，其他轴流风机的绝缘等级不应低于 H 级；轴流风机的防护等级不应低于 IP54。9.3.2 风机设置 应满足下列要求：a）宜选择卧式轴流风机；设置条件有限或安装场地不足时，可选用立式安装的轴流风机；b）轴流风机宜 2 至 3 台并联设置；采用 4 台并联运行时，各风机型号和性能参数应完全一致；c）并联的轴流风机宜设置防喘振装置；d）同一送风系统或排风系统宜设置 1 台备用同型号轴流风机。9.3.3 风机控制 轴流风机的风量调节宜选用转速控制法和台数控制法相结合；风量分档应根据交通量确定，宜按有极分档划分。10 通风系统结构设计 风道设计 10.1 主风道、连接风道及风机房内部风道的设计可按JTG/T D70/2-02执行。合流、分流岔洞的合理形状与角度 10.2 10.2.1 斜向合流三通段 在进行斜向合流三通设计时，宜取 6090，断面形状宜为圆形，A3/A1宜为 1，Q1/Q3宜为 0.40.8，结构示意图可见图 3。说明：Vi截面 i-i 处的风速，单位为米每秒（m/s），i 取1，2，3；Ai截面 i-i 处的断面积，单位为平方米（m2）；Pi截面 i-i 处的压力，单位为帕（Pa）；Qi截面 i-i 处的风量，单位为立方米每秒（m3/s）；隧道夹角。图 3 斜向合流三通示意图 10.2.2 斜向分流三通段 在进行斜向分流三通设计时，宜取 7590，断面形状宜为圆形，A3/A1宜为 1，Q1/Q3宜为 0.40.6，结构示意图可见图 4。图 4 斜向分流三通示意图 扩径风道设计 10.3 风道截面宜为圆形，风道夹角*宜取610；当*大于60时压力损失较大，应做成*=180的突扩形式，结构示意图可见图 5。图 5 扩径风道示意图 缩径风道设计 10.4 风道截面宜为圆形，风道夹角*宜小于 60；当*大于 60时宜做成喇叭口状，应避免*=180的突缩形式，结构示意图可见图 6。图 6 缩径风道示意图 弯曲风道设计 10.5 风道截面宜为圆形，弯曲内侧应做成圆滑状，弯曲外侧宜做成圆滑状，结构示意图可见图 7。图7 弯曲风道示意图 11 通风控制及火灾防排烟 通风控制 11.1 11.1.1 控制方式 风机具备手动控制功能，高速公路和一级公路隧道宜采用自动控制方式。11.1.2 风量级档 风机控制应分别针对正常运营工况、火灾及交通阻滞等异常工况、养护维修工况等通风需求制订不同风量级档。考虑控制效率、技术复杂程度、设备损耗等因素，风量级档划分不宜过细。当隧道通风系统包括有轴流送风机、轴流排风机与射流风机时，应针对不用类型风机组合来确定合理的组合风量级档。11.1.3 风机控制 风机控制应符合下列要求：a）交通量分布较为固定或柴油车混入率变化不大时，采用程序控制方式；b）风机的启停不宜过于频繁；c）每台（组）风机应间隔启动，时间间隔应大于 30 s。火灾防排烟 11.2 11.2.1 设置条件 长度L1000 m的高速公路和一级公路隧道、长度L2000 m的二、三、四级公路隧道应设火灾机械防烟与排烟系统。11.2.2 设计因素 应考虑隧道长度、交通量、交通组成、断面大小、平曲线半径、纵坡、交通条件、人员逃生条件、自然条件和火灾危险性等因素。11.2.3 火灾防烟与排烟设计 公路隧道火灾防烟与排烟设计原则如下：a）公路隧道火灾防烟与排烟系统宜与日常运营通风系统合用；b）应利于人员安全疏散，避免火灾隧道的烟气侵入人行与车行横通道、相邻隧道或平行导洞以及附属用房等；c）应能有效控制火场烟气的扩散；d）应利于救援、灭火；e）从正常通风模式到应急通风模式的转换应在 90 s 内完成。11.2.4 纵向排烟需风量 火灾排烟时的需风量可按公式（12）计算。rc(f)reqQA V（12）式中：Qreq（f）火灾排烟需风量，单位为立方米每秒（m3/s）；Ar 隧道通风面积，单位为平方米（m2）；vc 隧道火灾临界风速，单位为米每秒（m/s），可按 JTG/T D70/2-02 取值。11.2.5 单洞双向交通隧道火灾排烟设计 采用纵向排烟的单洞双向交通隧道，火灾排烟设计应遵循以下原则：a）隧道内排烟方向和排烟风速应根据洞内火灾位置、交通情况、自然排烟条件、通风井设置情况等因素确定，应缩短烟雾在隧道内的行程；b）火灾烟雾在隧道内的最大行程不宜大于 3000 m；c）安全疏散阶段，纵向排烟风速不应大于 0.5 m/s；d）灭火救援阶段，纵向排烟风速不应小于火灾临界风速。11.2.6 纵向火灾排烟设计 采用纵向排烟的双洞单向交通隧道，火灾排烟设计应遵循以下原则：a）隧道内排烟方向应与隧道行车方向相同，烟雾应由隧道出口或就近排烟口排出；b）火灾烟雾在隧道内的最大行程不宜大于 5000 m；c）纵向排烟风速不应小于火灾临界风速；d）起火点下风方向的横通道防火卷帘和防火门应关闭。11.2.7 集中火灾排烟设计 采用排烟风道集中排烟的公路隧道，火灾排烟设计应遵循以下原则：a）隧道内纵向风速不宜大于 2.0 m/s；排烟分区内不应出现烟气回流；b）排烟分区可按隧道通风区段划分，且每个排烟分区的长度不应大于 1000 m；c）采用横向和半横向通风方式的隧道应通过主风道排烟；烟气在隧道内蔓延长度不宜大于 300 m；d）每个排烟区段内应设置排烟口，排烟口纵向间距不宜小于 60 m；e）隧道内烟雾应通过沿隧道纵向布置的排烟口排出。排烟口应设置在隧道顶部或侧壁上部，排烟口可独立设置或与排风口合并设置；f）全横向通风系统转换为排烟系统时，起火点附近应停止送入新鲜空气；隧道送风型半横向系统应转换为排风型半横向系统进行排烟。11.2.8 隧道排烟风机 隧道内的排烟风机应满足下列要求：a）隧道排烟风机在 250 环境条件下连续正常运行时间不应小于 60 min；排烟风机消声器应在250 的环境条件中保持性能稳定；b）隧道排烟风机应设置备用风机；c）可逆式风机应能在 90 s 内完成反向运转。11.2.9 逃生通道、避难室 逃生通道、避难室的设置应符合下列要求：a）隧道逃生通道防火门、避难室防火门应具有防火、防烟和耐风压功能；b）专用避难疏散通道、独立避难所的前室余压值不应小于 30 Pa；专用避难疏散通道、独立避难所的余压值不应小于 50 Pa；c）专用避难疏散通道的防烟设计应根据其长度和净空，选择合理适用的机械正压送风方式；其前室加压送风量和送风口尺寸，应按其入口门洞风速不小于 1.2 m/s 计算确定；d）隧道车行横洞洞口顶部离底部距离应小于3.6 m，在大于3.6 m的上端应该设置相应的遮挡物，人行横洞洞口顶部离底部应小于 3 m，在大于 3 m 的上端应设置相应的遮挡物，遮挡物应具有防火、防烟、耐风压功能；e）在双洞单向隧道中横通道间距应设置在 250 m500 m 范围，在高曲率等特殊情况下横通道间距应适当加密；f）用于疏散的通道洞口应该设置醒目的应急标志；g）独立避难所防烟设计的加压送风量应按地面面积每平方米不小于 30 m3/h 计算，新鲜空气供气时间不应小于火灾的延续时间。11.2.10 防烟与排烟监控系统 防烟与排烟监控系统应符合下列要求：a）火灾工况下的防烟与排烟控制应与隧道火灾报警、闭路电视监视、交通监控等隧道其它监控系统联合使用；b）应具有风速、风向和火灾监控功能；c）应具有不同火灾救援阶段、不同排烟方式的防烟与排烟、逃生诱导、救援指挥等控制和运行模式；d）应能根据起火点位置，合理确定防烟排烟系统的风量、风速控制模式；e）应具备根据火灾现场的实际情况和要求，适时调整防烟排烟系统的控制功能；f）防烟排烟系统应设置自动控制和手动控制装置，应具有现场控制、远程控制和联动控制功能。火灾工况下，现场控制指令应优于其他控制；g）排烟风机的电机启动器、驱动装置、断开装置及其控制装置应与风机气流隔离；h）当双洞单向行车隧道内发生火灾时，双洞均应进行交通管制，同时启动相应的通风排烟系统。