好的空气状态是隧道行车安全的必要条件。通风是将隧道内有害气体或污染物的浓度降低到允许浓度以下,以保证车辆的安全和舒适,也有利于隧道内维护人员的健康。通风方式有很多种。选择时要考虑的主要因素是通风长度和条件。同时要考虑气象、环境、地形、地质等条件,选择有效经济的通风方式。
常见的隧道通风方式:
1.1自然通风。
所谓自然通风,就是不使用风扇设备,依靠汽车活塞和自然风的作用,从隧道排出有害气体和烟尘。如果隧道的自然风向与汽车的行驶方向相同,自然风是辅助作用,消除有害气体的时间更快;如果自然风向与汽车的行驶方向相反,自然风就会发挥阻力作用,消除隧道中的有害气体需要很长时间。
天然空气对单向交通影响不大,一般情况下可根据已有的气象资料进行计算,自然通风效果可评价双向交通隧道;但对于双向交通隧道,自然通风较为复杂,对于部分行驶的汽车而言,自然通风是一种辅助作用,对另一部分车辆而言,受力较大,两段车的比例难以确定,再加上自然空气的不稳定使得自然通风更加复杂,所以对于双向交通隧道来说,除了长度很短,或者已知自然空气比较稳定,风速较大时,通常没有考虑到自然通风的作用。
1.2纵向通风。
(1)射流纵向通风。
纵向通风是从一个开口引入新鲜空气,通过另一个开口排放污染空气,或隧道内的空气流向与隧道纵轴方向一致。在这一过程中,空气的污染程度由进口到出口呈线性增长,进口浓度低,出口内侧污染浓度高。
逆流时,上、下车流量之比一直在变化,而气流具有某种惯性。为了避免交通量变化的影响,应考虑一定的备用系数,一般为1.2。射流风机应安装在限制范围外,喷出的气流对交通没有不良影响。
(2)竖井纵向通风。
纵向通风是比较简单的通风方式。在自然通风不理想的情况下,以机械通风进行补充 *为经济。但是隧道太长是不经济的,设置竖井可以弥补这个缺点。因此长隧道常采用竖井分段。对面交通隧道采用竖井通风方式。对于交通隧道,竖井应设置在隧道中间。大多数情况下,由于地形条件的限制,中间很难设置竖井。当竖井分割的两段不相等时,两端的通风阻力会有所不同,因此需要使用射流风机来平衡两段的压力,使竖井底部进气口的负压达到所需的平衡状态,使两段的风量满足要求。
(3)半横向通风。
半侧向通风中污染物浓度基本一致,一般情况下输入半横向通风是一种常见的半横向通风形式。新鲜空气通过送风管直接吹到汽车排气孔高度附近,直接稀释空气,有利于后续汽车。污染性空气在隧道内不易扩散,通过两端的孔门排出。
双向交通时,无论是输入式还是排出式,如果交通强度相等,两个开口的气象条件相同,隧道内的风压分布在中输入等量空气时。在隧道中,空气是静止的,风速为零,称为中性点。除此之外,风速向两个开口线性增加。
单向交通时,送风通风的中性点大多移动到入口外。排气中性点靠近出口,污染浓度与对面交通相同,中性点附近污染浓度高。
(4)全横向通风。
全横向通风方式是设置送风管和排风管,隧道内几乎没有纵向流动的风,只有横向风。纵向风速约为零,污染物浓度沿隧道基本均匀的单向交通时,由于交通风的影响,纵向产生一定的风速。污染物浓度从入口增加到出口,部分污染空气直接从出口排放,有时排放量占很大比例。