网学网为需要机械课程设计的朋友们搜集整理了 城市道路隧道通风工程改造设计的体会 相关资料，希望对各位网友有所帮助!
1 工程设计概要隧道于1998年竣工通车。坐落在哈尔滨市纵横两条轴线交叉的城市规划元点,是该市最重要的交通枢纽之一。道路分类为主干路,交通量很大。长度 860m(不含引道)、双向4车道。构造物的横断面为箱形中间带有立柱兼作中央分隔带的形式。通风设计为机械通风方式。既考虑了稀释汽车尾气的有害气体的平时通风换气,也考虑了火灾事故时防排烟功能。平时通风换气系统为在道路两侧各设3处排风机房并在侧墙上设置3处百叶风口进行机械排风、利用隧道两端的进出口自然进风。气流组织为从进出口进风、中间段侧墙设排风口排风使隧道内通风换气,从而稀释、排除有害气体。此外还为消防设置了独立的防排烟系统。
2 问题与分析基于上述设计所建设的工程运行了4年,但运行效果不理想。隧道使用者纷纷反映烟气熏人,呼吸不畅。究其原因,预想是现实交通量超过了设计时所预测的交通量,从而导致设计的排风能力不足以满足交通量的要求。通过实测交通流量已达到4000辆/h,充分证明了预想是正确的。由于当时没有城市道路隧道设计规范,因而依据了公路隧道设计规范、参考日本的隧道设计规范进行了分析。中国《公路隧道设计规范》规定了非自然通风的条件:LN≥600(双向交通);LN≥2000(单向交通)。日本道路隧道设计示方书规定了非自然通风的条件: LN≥1000(双向交通);LN≥3000(单向交通)。其中, L为隧道长度,km;N为设计交通量(辆/h)。当时隧道内的交通组织是双向行驶(中间的立柱作为中央分隔带)。按中国规范分析,自然通风方式所允许的交通量为:N =600/L =600/0·860=698辆/h;按日本规范分析,自然通风方式所允许的交通量为:N =1000/L =1000/0·860=1163辆/h。无论是中国规范还是日本规范,计算出的允许交通量早已被现实的交通量突破。
要想保证隧道内的使用环境、机械通风的能力适应交通量的需求,还需要提高多少换气能力?电力的消耗要增加多少?设备维护等运营成本将增加多少?噪音、电力、维护成本等的增加,促使我们考虑改变目前双向行驶的交通状况。同样按着上述规范计算单向交通时:按中国规范分析,自然通风方式所允许的交通量为:N =2000/L =2000/0·860=2324辆/h。按日本规范分析,自然通风方式所允许的交通量为:N =1000/L =3000/0·860 =3488辆/h。
由于已经将原有的隧道分割成了2个相互独立的空间,因此原隧道所拥有的自然通风允许的交通量为N =2324×2=4648辆/h(中国规范);N = 3488×2=6976辆/h(日本规范)。根据这一计算分析,提出了将其中间立柱进行全封闭进而从空气动力学上达到两条相互独立的隧道之方案。方案实施后,立刻收到了很好的效果。如果用笔者仅掌握的一点儿空气动力学知识来尝试分析的话, 应该是在一条隧道中,单向车流使隧道形成了一个承载流体的管道,空气被车辆所带动与车辆同向流动, 形成了“活塞”效应,而活塞效应的自然通风能力是很强的。可是,如果同一条隧道里有双向行驶的车辆, 这样就破坏了“活塞”效应,使气体产生“紊流”,从而大大降低了自然通风的能力。
3 建议站在资源节约型和环境友好型社会建设的高度 131低 温 建 筑 技 术2011年第6期(总第156期) 来看待城市隧道通风设计中的环保与节能问题,无疑自然通风方式是最合理的选择。为了实现自然通风方式,这里提出一个观点:隧道的道路通行能力要小于隧道自然通风方式所允许的交通量。按此观点估算,一条城市道路隧道在单向行驶的条件下,不宜超过2条车道。
4 结语根据规范规定的计算方法,将一条4车道双向行驶的隧道分割成从空气动力学上相互独立的2条2车道单向行驶的隧道,自然通风方式所允许的交通量将大幅提高。这个交通量为分割前的6·7倍(中国规范)和6·0倍(日本规范)。上述改造工程的实例效果也证明了这一点。因此,根据上述改造工程的体会, 文中的结语是:为了节能和环保,城市道路隧道尽可能采用自然通风方式,而为了实现自然通风方式,隧道内的交通组织宜采用单向行驶。以上仅为个人观点,不当之处请指正。
