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1、隧道通风隧道通风tunnel ventilation我国是世界上隧道发展最快的国家 世纪年代,我国仅有多座隧道,总长约.公里。六七十年代,我国干线公路上曾修建了百米以上的公路隧道。年修建的北京至山西原平公路上,修建了两座米以上的隧道,已是非常大的工程。据统计,到年,我国公路隧道通车里程仅为公里,数量为座。年发展到座,总长公里。隧道平均长度为米,均是二级以下的短隧道为主。现在有铁路隧道座,总长度为公里,为世界第一;我国公路隧道总数已达座,总长度公里,分别是改革开放之初的.倍和倍,是世界上公路隧道最多的国家 上海军工路双层隧道上海军工路双层隧道“十一五”期间,上海在建或准备建设的越江工程项目有:上
2、中路中环越江隧道、军工路中环越江隧道、西藏路越江隧道、长江路越江隧道、龙耀路越江隧道、人民路越江隧道、新建路越江隧道,同时建设打浦路越江隧道复线。军工路隧道最深处距江面约25米,上层隧道长2.49公里,下层隧道长2.66公里。隧道设双向八车道,设计时速为每小时80公里。与复兴东路双层隧道上层(净高2.6米)只能通行小车不同,军工路双层隧道的上下层通行净高分别达到4.5米,今后中环路上通行的车辆都能驶入上层或下层。为了方便火灾情况下的逃生,上下层隧道之间每隔80米就要设置一个疏散楼梯。世界第二的公路隧道 秦岭终南山隧道 秦岭终南山隧道2001年1月8日动工,2007年1月20日开通,是我国最长的
3、公路隧道,居亚洲第一,世界第二。位于我国西部大通道内蒙古阿荣旗至广西北海国道上西安至柞水段,在青岔至营盘间穿越秦岭,全长.公里,技术标准为高速公路双洞四车道,行车速度为每小时公里。西安至柞水的通行里程由146公里缩短为64公里,行车时间由原来的3个多小时缩短为40分钟。长江隧道 武汉长江隧道 南京长江隧道 上海长江隧道武汉长江隧道 武汉长江隧道位于长江一桥、二桥之间,全长约3630米,双洞双向4车道,车道宽3.5米,净高4.5米。最大坡度4.3%,最大时速50公里/小时。隧道北起汉口大智路与铭新街的交叉口,相继穿越中山大道、江滩公园、长江、和平大道、友谊大道,江南终点为武昌沙湖。工程采取盾构法
4、施工,主要包括盾构隧道工程(左线2550米、右线2499.2米)、江北、江南明挖暗埋隧道等所有土建施工以及设备安装工程,施工综合性强。隧道设计使用年限为100年,可以抗6级地震,最高可抵御300年一遇洪水。正在挖掘中的武汉长江隧道 工作中的管片安装机 轨道车隧道内运送施工材料 盾构机小常识 盾构机:长57米,直径11.38米。其内部,暗藏一个小“工厂”进行指挥:掘进、除渣、护壁、拼装管片一气呵成。盾构机前面有一个圆形刀盘,刀盘上装有碳化钨钢的耐磨刀片,在刀盘的驱动旋转下,江底岩石和砂土层被不停地切割下来,送至出浆口。为避免发生坍塌和管涌,盾构机采用泥水平衡式挖掘即通过给刀盘后面的封闭泥水舱加压
5、,使其顶住巨大的挖掘面的压力,稳定地层,保证掘进。长江隧道共需安装2533环管片,每环由9小片拼装而成,每环长2米、厚达0.58米,重达90吨。环环相扣的管片,足以支撑隧道整体的强度、抗变形能力和抗水性。上海长江隧道上海长江大桥全桥效果图上海长江隧道用盾构15.43 m泥水平衡盾构 长江隧道上行线风管长江隧道上行线风管 采用的风管风扇直径长1.8m,风机长8m,风管标准段直径达2.5m,在隧道施工风管架设中罕有的大直径风管。全球最长陆上隧道全球最长陆上隧道 2007年6月15日,穿越瑞士阿尔卑斯山脉的勒奇山隧道隆重开通。该隧道长达35公里,堪称当今全球最长的陆上隧道。其建筑工程历时8年,耗资4
6、3亿瑞士法郎(约合264亿元人民币)全球最长陆上隧道全球最长陆上隧道 货运列车的时速可达160公里,客运列车的时速可达250公里,德国与意大利之间的列车往来时间将会由原来的3.5小时缩减至2小时以内 每天将有42趟客运列车和80趟货运列车通过隧道 海底隧道 当今全球最长的铁路隧道均为海底隧道,分别是全长53.9公里的日本青函海底隧道和全长50.4公里的英法海底隧道 日本青函隧道 日本青函隧道是当前世界上最长的一条隧道。它通过津轻海峡,把津轻半岛和北海道的铁路连接起来。隧道由本州的青森穿过津轻海峡到北海道的函馆,为双线隧道,全长为53860米,其中海底部分为23300米。青函隧道1964年开挖斜
7、坑道,经过24年的施工,于1988年3月13日正式投入运营。日本青函隧道青函海底隧道剖面青函隧道内实景英法海底隧道 从英吉利海峡最窄处即英国的多佛尔到法国的加来,同时修建两条直径7.3米、长50000米的铁路隧道。其中37000米在海底。两条隧道之间相距30米,在其中间线再修一条直径为4.5米的辅助隧道,每隔375米与两侧主隧道连通,供通风、维修使用。全部工程耗资为530亿法朗(约合70亿美元)。隧道于1987年动工,1994年竣工并投入使用。坐时速260公里的高速火车,穿越隧道只用26分钟,从巴黎到伦敦由原来的5小时缩短为3小时。列车全天运营,高峰时间每3分钟开出一列。隧道分类 公路隧道 铁
8、路隧道 地铁隧道 矿用隧道 隧道通风任务 向隧道内部供给新鲜空气;排除有害气体、蒸气、粉尘和炮烟等有害物质;使隧道内部空气的温度、相对湿度和流速达到规定标准;对军事和人防工程则要求有防核武器、防化学武器和防细菌武器的“三防”通风功能。隧道通风分类 施工通风 运营通风 隧道通风目的 公路隧道 稀释CO,保证卫生标准 稀释烟雾,保证可见度 排除烟雾,用于火灾防排烟 铁路隧道 稀释氮氧化物,保证卫生标准 排出余热,保持正常工作条件 排除烟雾,用于火灾防排烟 地下铁道 主要考虑车站和区间要有适宜的气温,并控制好二氧化碳的浓度。地下建筑工程 按其重要性和使用性质分别要求不同的空气温度、相对湿度、流速和空
9、气中有害物质的最高容许浓度和新鲜空气量等。一般以二氧化碳浓度作为衡量内部空气质量的标志施工通风方式 压入式通风。通风机将新鲜空气经风管直接压送到掘进工作面,替换炸药爆破后所产生的炮烟,并与炮烟混合后沿隧道排出洞外。吸出式通风。通风机的吸风管进口靠近工作面,由通风机将炮烟直接吸出隧道之外,新鲜空气由隧道口流入补充到工作面。混合式通风。即压入式、吸出式同时使用,它既能消除工作面的炮烟停滞区,又能使炮烟由风管排出,是长隧道施工常用的通风方式。平行导坑式通风。在有平行导坑的长隧道施工中,利用平行导坑及横通道作为通风道,以减小通风机的风压,在工作面附近则加设局部通风配合。运营通风的方法 自然通风 机械通
10、风 纵流方式、半横流方式、横流方式 纵流通风方式 纵流通风方式就是指从一边洞口直接向车道内送入新鲜空气,从另一侧洞口抽出隧道内的污染空气的方法。它与自然通风原理一样,对于低风速,空气也可看作是不可压缩流体;所以认为,在这种情况下,隧道内纵向流动的空气的风速从入口到出口是一样的。半横流方式 半横流方式是沿车道设置独立的通风风道,使车道风速发生变化,隧道内各处的污染浓度基本接近一定值,该方式的标准方法称为送风风道方式。横流方式 横流方式是送风道和排风道各自设在车道下面和天花板上面,由送风机送出新鲜空气,沿着隧道方向在送风道内流动,并设置等间距的送风支管,各自等量吹向风道,新鲜空气在车道内与污染空气
11、相混合,由天花板上等间距设置的排风支管排风,各自等量的吸出污染空气在排风道内沿隧道方向流动,由排风道排至大气中。公路隧道通风设计规范 公路隧道通风照明设计规范JTJ026.1999通风量 通风量max(稀释CO需风量、稀释烟雾需风量、稀释异味需风量)射流风机 射流风机是一种特殊设计的轴流风机,风机出口的气流平均速度30m/s左右。由于其具有较大的出口动量,因此被广泛应用于各种中短距离的隧道通风,以降低隧道内废气浓度,提高可见度,维护人员的健康和车辆通行安全。日本东京湾公路隧道日本东京湾公路隧道 日本东京湾公路隧道全长15.1km,设计车速为80kmh,沿途设川崎侧浮岛通风亭、川崎人工岛风亭和木
12、更津风亭,如图3所示。人工岛上的盾构工作井兼作通风竖井,该工程采用的通风系统是纵向通风系统。某长江公路隧道某长江公路隧道 南京玄武湖隧道通风南京玄武湖隧道通风 南京玄武湖隧道通风南京玄武湖隧道通风 隧道火灾排烟 隧道火灾的特点 消防扑救难度大消防扑救难度大 火灾发展蔓延速度快火灾发展蔓延速度快 安全疏散困难安全疏散困难 火灾造成直接的重大经济损失火灾造成直接的重大经济损失 英法海峡隧道(铁路隧道)英法海峡隧道(铁路隧道)英法海峡隧道工程横穿英吉利海峡,英法工程集团公司经过七年之久的努力,长约50km的英法海峡隧道于1993年12月10日移交给了隧道的业主和运营部门欧洲隧道公司,1994年5月1
13、9日通车 地铁站台隧道的通风排烟地铁站台隧道的通风排烟 北京地铁自1969 年至今的34 年运营历史中就曾发生过151 起火灾。1969年11 月11 日,北京地铁客车行至万寿路东600 米处时,在隧道内因车下放弧引燃车体起火,造成300 多人中毒,3 人死亡的重大事故。1987 年11 月18 日英国伦敦地铁国王十字车站电梯引发火灾,造成32 人死亡、100 多人受伤。2003 年2 月18 日韩国大邱市中央路地铁车站因纵火造成火灾,造成196 人死亡、147 人受伤。国内地铁站台、隧道的通风和排烟设施情况国内地铁站台、隧道的通风和排烟设施情况 第一类:通风和排烟同为一个系统,即通风和排烟系
14、统均由相同的风机、消音器、风口、风道和风亭组成。(北京地铁)第二类:通风系统和排烟系统分开设置,各自分别成为相对独立的系统。(上海地铁、广州地铁)地下铁道设计规范对防、排烟的要求 隧道内事故通风应具有下列功能:(1)当列车阻塞在区间隧道时,应能向事故地点迎着乘客客流疏散方向送新风;背着乘客疏散方向排风。(2)当区间隧道发生火灾时,迎着乘客疏散方向送新风,应能背着乘客疏散方向排烟。(3)当车站站台发生火灾时,应能及时排烟,并防止烟气向出入口和站台蔓延。每个防烟分区的建筑面积不宜超过750,且防烟分区不得跨越防火分区。防烟分区可采用挡烟垂壁或顶棚下突出不少于500的梁体实现。车站站台和站厅排烟量,
15、应按每分钟每平米建筑面积1 m3计算,排烟设备应按同时排除二个防烟分区的烟量配置。区间隧道排烟量按单洞区间隧道断面的排烟流速不少于2m/s计算,但排烟流速不得大于11m/s。列车阻塞在区间隧道时的送风量,按区间隧道断面风速不少于2m/s计算,但风速不得大于11 m/s。排烟风机及烟气流经的辅助设备如风阀及消声器等,应保证在150时能连续有效工作1h。排烟口的风速不宜大于10m/s。当排烟干管采用金属管道时,管道内的风速不应大于20m/s,采用金属管道时不应大于15m/s。通风道和风井的风速不宜大于8m/s,站台下排风风道的风速不宜大于15m/s,风亭格棚的风速不宜大于4m/s;站台站厅的风速宜
16、采用15m/s。地面进风风亭应设在空气洁净的地方,任何建筑物距通风亭的口部的直线距离不应少于5m。当进、排风亭合建时,排风口应比进风口高出5m。地下铁道隧道通风系统宜设就地控制,距离控制,远程控制的三级控制。防火阀与排烟防火阀的区别 防火阀:防火阀是安装在通风、空调系统的送回风管上,平时处于开启状态,火灾时当管道内气体温度达到70度时关闭,在一定时间内能满足耐火稳定性和耐火完整性要求,起隔烟阻火作用的阀门。(开启关闭)排烟防火阀:排烟防火阀是安装在排烟系统管道上,在一定时间内能满足耐火稳定性和耐火完整性要求,起隔烟阻火作用的阀门。其组成和形状与防火阀相似,不同的是,排烟防火阀平时关闭,发生火灾时,通过火警信号自动开启或人工开启进行排烟。当排烟管道内的温度达到或超过280时,排烟防火阀自动关闭阻止烟火扩散。(关闭开启关闭)董家山隧道 瓦斯爆炸 2005年12月22日下午2时许,四川省都江堰市境内的都汶高速公路建设工地董家山隧道 瓦斯爆炸,死44人,11人受伤。2004年12月7日,新213国道都江堰至汶川段的龙眼睛隧道也发生过瓦斯爆炸事故,60余人伤亡。2004年5月25日,龙眼睛隧道瓦