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摘要：隧道通风方式的选择不仅直接影响隧道的建设投资，而且影响隧道内的空气质量及隧道的运营安全。现今，在一些不便在垂直方向设置风井的隧道，通常会采用平导式的通风设计。本文运用通风网络理论计算分析四种平导式通风方案。并通过通风效果、通风能耗和疏散效果综合评价四种通风方案.最终优选出适合于西部地区小交通量形式特长公路隧道的通风方案。
关 键 词：公路隧道;平导式通风;通风能耗;人员疏散
中图分类号：X734文献标识码： A
0 前言
建国以来，我国高速公路隧道发展速度加快。特长隧道已成为高速公路隧道未来发展的趋势，所以其通风系统也成为公路人研究的新课题。随着技术发展，通风系统不仅要保证在隧道日常行车情况下的安全运营，还应当在突发事件，如火灾发生后，做到迅速排烟，阻止火势蔓延，随之带来的则是通风系统庞大的开支，怎样能在满足隧道各种情况的通风要求，和减少能耗、降低成本这两者间找到平衡点，得到最大化的效益是在特长隧道通风设计各个环节都需要考虑的。
1公路隧道平导式通风系统的主要原理及分类
平导式通风是利用平导作为主要通风风道，通过在平导和主隧道间设置横通道实现通风的一种适合于单洞双向行车特长公路隧道的通风方式。平导式通风仍属于纵向式通风，但与纵向式通风不同，该系统具有以下特点:(1) 在各段主隧道及平导间，风流的风量和速度沿主隧道方向呈梯度变；(2) 在隧道兩端设有射流风机进行调压，保证中性点的位置以及洞口回路不会出现循环风；(3) 在横通道中设置增阻设备，对各横通道进行风流的调节与控制，保证主隧道内按需供风，达到主隧道、平导及横通道内风压平衡。根据新鲜空气的流向的不同，大致可分为送风型和排风型。根据横洞和平导内部构造的不同，送风型又包括半横向式、分一段式和分三段式，文中仅介绍平导送风行半横向式、平道送风型分一段式和平导排风型半横向式通风三种方案。
平导送风型半横向式通风是在平导和主隧道间每隔一定距离设一条横通道，利用平导将新鲜空气送出，经过横通道进入主隧道，而污染空气沿着主隧道纵向流动，从两端洞口排出的一种通风方式。为了确保中性点在设计的位置上，同时保证各横通道内风量达到设计风量，送风型半横向式主风机设置在平导口，射流风机设置主隧道的洞口段及中间段进行调压。
平导送风型分一段式通风是在主隧道中部设置两条横通道与平导相连接，利用平导将新鲜空气送出，经过横通道进入主隧道，而污染空气沿着主隧道纵向流动，从两端洞口排出的一种通风方式。
平导排风型半横向式通风是在平导和主隧道间每隔一定距离设一条横通道，利用主隧道将新鲜空气送出，经过横通道进入平导，而污染空气沿着平导纵向流动，从两端洞口排出的一种通风方式。该通风系统将主风机设置在隧道口，射流风机安装在平导的洞口段及中间段。
2公路隧道平导式通风技术比较
送风型半横向式通风与排风型半横向式通风相比，主要不同的是新鲜空气的流向。平导送风型是新鲜空气从平导两端流入，经过横通道送入主隧道，而污染空气沿着主隧道纵向流动，从两端洞口排出。平导排风型则是新鲜空气从主隧道两端流入，经过横通道进入平导，而污染空气沿着平导纵向流动，从平导两端排出。两种通风方式的主隧道内部污染浓度分布如下图所示：
送风型半横向式通风
排风型半横向式通风
图1送风型与排风型隧道浓度分布对比图
由图1知，平导送风型由于污染空气主要从主隧道两端洞口排出，而隧道两端风速大，污染空气很容易稀释，故隧道内污染浓度不高。平导排风型的污染空气向隧道内流动，这样隧道中部的污染浓度会很高，然而中性点处风速小，污染空气稀释速度慢，故隧道内污染浓度偏高。因此平导送风型通风效果优于平导排风型通风。
半横向式通风与分一段式通风的对比，半横向式通风在结构上设置了多条横通道，隧道内各处均有足够的新鲜风量稀释污染空气，因此隧道各处浓度分布均匀，而分一段式通风仅在隧道中心位置设置两条横通道，隧道两端至横通道之间距离约为半个隧道长，由于距离横通道远，新鲜空气从横通道进入到达此处的时间较长，污染空气不能及时被稀释，故半横向式通风的通风效果优于分一段式通风。
较平导送风型分三段式而言，从通风运营节能方面考虑，平导送风型半横向式、平导排风型半横向式均为最优方案。
3疏散效果比较
送风型半横向式通风、送风型分一段式通风的对比，平导送风型半横向式通风设有多条横通道，均匀分布在隧道中，发生火灾时，隧道内人员距离最近的横通道距离小。送风型分一段式通风在隧道内设置2条集中在隧道中部的横通道，发生火灾时，隧道内人员距离最近横通道或者隧道口长，故对于特长隧道，平导送风型半横向式通风比平导送风型分一段式通风更加利于人员的疏散逃生。
平导送风型与平导排风型的对比，送风型通风正常运营时的通风方向是由平导送入新鲜风，污染空气经由横通道从主隧道两端排出，在发生火灾时，人员从平导疏散时，可以保证其逆风逃生，不受到烟气的伤害。而排风型正常运营时的通风方向是由主隧道送入新鲜风，而污染空气经由横通道从平导排出，故发生火灾时，不能保证横通道和平导内有充足的新鲜空气，因此平导排风型半横向式通风不利于人员逃生。
比较以上各种通风方案的优缺点，根据通风效果、通风功率、疏散效果面进行排序，最终由综合排序情况可知，平导送风型运营通风方案为最优方案，即推荐采用平导送风型通风。
4结语
平导式通风是一种适合于单洞双向行车特长公路隧道的通风方式，除了能够很好地解决特长隧道内的通风问题，在发生火灾事故时，平导式通风系统还可以体现其在救援排烟方面的特殊功能。由于条件限制，本文未能够在多种污染物的定量分析和车道内车辆对疏散速度的影响上进行更为详细的研究，有待随后改进。
参考文献
[1] 张素磊，张顶立，董晓明．Scott_Hinsley回路法在公路隧道平导半横向式通风计算中的应用[J] ．北京交通大学学报, 2010（08）: 45-49
[2] 张祉道，韩 斌．低等级公路特长隧道半横向通风应用与探讨_九寨仙境隧道通风设计[J] ．现代隧道技术, 2008（10）: 4-17
[3] 曾艳华，关宝树．平行导坑通风计算的研究[J] ．中国公路学报, 2002（7）: 73-79
[4] 李广平，李志远，邢薇薇．公路隧道通风节能技术研究[J] ．公路, 2011(9): 265-267
[5] 王聪．长大公路隧道纵向通风技术通风效果现场测试研究[D] ．成都, 西南交通大学, 2007: 60-67
[6] 刘宏．中梁山公路隧道通风效果测试分析[J] ．重庆交通大学学报(自然科学版), 2010（08）: 529-532
关 键 词：公路隧道;平导式通风;通风能耗;人员疏散
中图分类号：X734文献标识码： A
0 前言
建国以来，我国高速公路隧道发展速度加快。特长隧道已成为高速公路隧道未来发展的趋势，所以其通风系统也成为公路人研究的新课题。随着技术发展，通风系统不仅要保证在隧道日常行车情况下的安全运营，还应当在突发事件，如火灾发生后，做到迅速排烟，阻止火势蔓延，随之带来的则是通风系统庞大的开支，怎样能在满足隧道各种情况的通风要求，和减少能耗、降低成本这两者间找到平衡点，得到最大化的效益是在特长隧道通风设计各个环节都需要考虑的。
1公路隧道平导式通风系统的主要原理及分类
平导式通风是利用平导作为主要通风风道，通过在平导和主隧道间设置横通道实现通风的一种适合于单洞双向行车特长公路隧道的通风方式。平导式通风仍属于纵向式通风，但与纵向式通风不同，该系统具有以下特点:(1) 在各段主隧道及平导间，风流的风量和速度沿主隧道方向呈梯度变；(2) 在隧道兩端设有射流风机进行调压，保证中性点的位置以及洞口回路不会出现循环风；(3) 在横通道中设置增阻设备，对各横通道进行风流的调节与控制，保证主隧道内按需供风，达到主隧道、平导及横通道内风压平衡。根据新鲜空气的流向的不同，大致可分为送风型和排风型。根据横洞和平导内部构造的不同，送风型又包括半横向式、分一段式和分三段式，文中仅介绍平导送风行半横向式、平道送风型分一段式和平导排风型半横向式通风三种方案。
平导送风型半横向式通风是在平导和主隧道间每隔一定距离设一条横通道，利用平导将新鲜空气送出，经过横通道进入主隧道，而污染空气沿着主隧道纵向流动，从两端洞口排出的一种通风方式。为了确保中性点在设计的位置上，同时保证各横通道内风量达到设计风量，送风型半横向式主风机设置在平导口，射流风机设置主隧道的洞口段及中间段进行调压。
平导送风型分一段式通风是在主隧道中部设置两条横通道与平导相连接，利用平导将新鲜空气送出，经过横通道进入主隧道，而污染空气沿着主隧道纵向流动，从两端洞口排出的一种通风方式。
平导排风型半横向式通风是在平导和主隧道间每隔一定距离设一条横通道，利用主隧道将新鲜空气送出，经过横通道进入平导，而污染空气沿着平导纵向流动，从两端洞口排出的一种通风方式。该通风系统将主风机设置在隧道口，射流风机安装在平导的洞口段及中间段。
2公路隧道平导式通风技术比较
送风型半横向式通风与排风型半横向式通风相比，主要不同的是新鲜空气的流向。平导送风型是新鲜空气从平导两端流入，经过横通道送入主隧道，而污染空气沿着主隧道纵向流动，从两端洞口排出。平导排风型则是新鲜空气从主隧道两端流入，经过横通道进入平导，而污染空气沿着平导纵向流动，从平导两端排出。两种通风方式的主隧道内部污染浓度分布如下图所示：
送风型半横向式通风
排风型半横向式通风
图1送风型与排风型隧道浓度分布对比图
由图1知，平导送风型由于污染空气主要从主隧道两端洞口排出，而隧道两端风速大，污染空气很容易稀释，故隧道内污染浓度不高。平导排风型的污染空气向隧道内流动，这样隧道中部的污染浓度会很高，然而中性点处风速小，污染空气稀释速度慢，故隧道内污染浓度偏高。因此平导送风型通风效果优于平导排风型通风。
半横向式通风与分一段式通风的对比，半横向式通风在结构上设置了多条横通道，隧道内各处均有足够的新鲜风量稀释污染空气，因此隧道各处浓度分布均匀，而分一段式通风仅在隧道中心位置设置两条横通道，隧道两端至横通道之间距离约为半个隧道长，由于距离横通道远，新鲜空气从横通道进入到达此处的时间较长，污染空气不能及时被稀释，故半横向式通风的通风效果优于分一段式通风。
较平导送风型分三段式而言，从通风运营节能方面考虑，平导送风型半横向式、平导排风型半横向式均为最优方案。
3疏散效果比较
送风型半横向式通风、送风型分一段式通风的对比，平导送风型半横向式通风设有多条横通道，均匀分布在隧道中，发生火灾时，隧道内人员距离最近的横通道距离小。送风型分一段式通风在隧道内设置2条集中在隧道中部的横通道，发生火灾时，隧道内人员距离最近横通道或者隧道口长，故对于特长隧道，平导送风型半横向式通风比平导送风型分一段式通风更加利于人员的疏散逃生。
平导送风型与平导排风型的对比，送风型通风正常运营时的通风方向是由平导送入新鲜风，污染空气经由横通道从主隧道两端排出，在发生火灾时，人员从平导疏散时，可以保证其逆风逃生，不受到烟气的伤害。而排风型正常运营时的通风方向是由主隧道送入新鲜风，而污染空气经由横通道从平导排出，故发生火灾时，不能保证横通道和平导内有充足的新鲜空气，因此平导排风型半横向式通风不利于人员逃生。
比较以上各种通风方案的优缺点，根据通风效果、通风功率、疏散效果面进行排序，最终由综合排序情况可知，平导送风型运营通风方案为最优方案，即推荐采用平导送风型通风。
4结语
平导式通风是一种适合于单洞双向行车特长公路隧道的通风方式，除了能够很好地解决特长隧道内的通风问题，在发生火灾事故时，平导式通风系统还可以体现其在救援排烟方面的特殊功能。由于条件限制，本文未能够在多种污染物的定量分析和车道内车辆对疏散速度的影响上进行更为详细的研究，有待随后改进。
参考文献
[1] 张素磊，张顶立，董晓明．Scott_Hinsley回路法在公路隧道平导半横向式通风计算中的应用[J] ．北京交通大学学报, 2010（08）: 45-49
[2] 张祉道，韩 斌．低等级公路特长隧道半横向通风应用与探讨_九寨仙境隧道通风设计[J] ．现代隧道技术, 2008（10）: 4-17
[3] 曾艳华，关宝树．平行导坑通风计算的研究[J] ．中国公路学报, 2002（7）: 73-79
[4] 李广平，李志远，邢薇薇．公路隧道通风节能技术研究[J] ．公路, 2011(9): 265-267
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[6] 刘宏．中梁山公路隧道通风效果测试分析[J] ．重庆交通大学学报(自然科学版), 2010（08）: 529-532