对公路隧道通风设计中几个问题的探讨

对公路隧道通风设计中几个问题的探讨

总第115期

　　　　　　　　西部探矿工程seriesNo.115

2005年第11期WEST-CHINAEXPLORATIONENGINEERINGNov.2005

文章编号:1004—5716(2005)11—0140—03中图分类号:U45212　文献标识码:B

对公路隧道通风设计中几个问题的探讨

苏立勇

(中铁隧道勘测设计院有限公司,摘　要:对公路隧道通风设计中公路隧道通风控制状态、,结合自己设计经验,提出了具体的建议,关键词:隧道通风;控制状态;;1　10km/h以下为阻滞工况,;车速20km/h及以上为正常工况,其污染物稀释标准按照正常工况

(以下简称进行计算。依据为《公路隧道通风与照明设计规范》

)第3.3.3条之第3款规定交通阻滞为隧道内各车道均以《规范》

短时间(15min)以内CO的稀释标准为250ppm。1999年,交通

(JTJ026.1-1999)规定CO的部《公路隧道通风照明设计规范》

稀释标准见表1。而与此同时,PIARC也在调整其CO的推荐稀释标准:PIARC1983推荐在公路隧道正常运行时,CO的稀释标准为150ppm;阻塞运行时,CO的稀释标准为250ppm。PI2

ARC1995推荐在公路隧道正常运行时,CO的稀释标准为100ppm;阻塞运行时,CO的稀释标准为150ppm;隧道内CO浓

怠速行驶,平均车速为10km/h。由于按照隧道阻滞工况按照《规范》的有关规定,阻滞段的计算长度不宜大于1km,因此在长大隧道通风计算中通常是20km/h的行车工况控制隧道需风量。笔者认为,这种不分隧道性质、不分隧道服务水平的通风计算方法值得商榷。

由于隧道作为整条公路的一部分,隧道内的污染物稀释标准属于隧道服务水平的重要组成部分,也属于整条公路服务水平的组成部分,因此按照整条公路的服务水平划分隧道的运行工况应该更加合理、更加科学。考虑到隧道中行车速度一般小于设计行车速度的实际使用情况,因此在高速公路隧道和不控制进入的双车道公路隧道的通风设计中,可以认为其阻滞工况为隧道内各车道平均车速在30km/h以下,隧道内的污染物稀释标准也与之相适应。

设计中将隧道通风控制状态与隧道内行车状态相匹配,与整条线路的服务水平相适应,使隧道通风系统作为整条线路这个有机整体的一部分进行优化设计,防止盲目增加风量,有效减少设备投资和运营费用,避免设备闲置浪费,具有良好的社会经济效益。

2　关于隧道内污染空气的稀释标准

度达到250ppm时,应关闭隧道。

表1　《规范》规定的CO浓度标准

隧道长度(m)

≤1000≥3000

正常运行

250ppm200ppm

300ppm

阻塞运行

经历时间不超过20min

　　CO对人体的危害主要是CO极易与人体血液中的血红蛋白形成CoHb,降低了血液的输氧能力,从而引起视力、听力下降、头痛、眩晕、动作迟钝、痉挛等症状。人体中生成CoHb的多少与所在环境中的CO浓度、人接触时间和呼吸速度有关。人体血液中CoHb的浓度随接触时间的增加一直上升至一稳定值,稳定值的大小取决于CO的浓度。最新医学研究表明,2.5%的CoHb浓度即可对人体产生不良的影响。对学生的人体实验表明,在

2.5%的CoHb浓度时,多数学生不能分辨1000Hz范围内的声

音信号。从而表明,环境中CO的浓度增加可引起人的时间分辨力、视力、视力敏感度以及运动能力的降低,所有这些都会引起行车事故的增加。

从《规范》条文说明中看出,我国现行《规范》是根据May氏曲线的结论:当CoHb浓度为10%时只会引起轻度的头痛,且不留后遗症。考虑到保险余量,规范制定者采用5%的CoHb浓度得出CO稀释标准。正是因为《规范》采用的CoHb浓度偏高,其规定的CO稀释标准也就大大高于国际上的有关推荐标准。

从上面可以看出,我国公路隧道CO的稀释标准经历了有低到高的过程,恰好与国际隧道CO稀释标准不断严格的发展趋势相反。我国现行的《规范》规定的CO稀释标准仅仅考虑到人的明显生理感受,缺乏对隧道内行车安全因素的考虑,CO稀释浓

隧道内污染空气的稀释标准是隧道通风设计的重要依据,其不仅影响隧道通风方案的选择和投资规模,而且会影响到隧道建成后的运营费用以及隧道环保。

隧道内空气污染物主要来自隧道内机动车的排放物,主要包括CO、HC、NOx、颗粒物等。隧道通风设计中主要控制的是

CO和颗粒物,其中CO对人体健康和人体的反映能力最为突出。

对于隧道内颗粒物的稀释标准业界较为一致,通常为0.007～

0.009m-1。而对CO的稀释标准则争论不一,规范也历经多次

变化。

(JTJ026-90)规定在1990年,交通部《公路隧道设计规范》

公路隧道正常运行时,CO的稀释标准为150ppm;阻塞运行时,

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2005年　　第11期

苏立勇:对公路隧道通风设计中几个问题的探讨

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度偏高。应当根据最新的医学研究成果,充分考虑CO对隧道行车安全造成的潜在威胁,对隧道内的CO污染浓度稀释标准进行相应的修订,适当降低CO的稀释标准,改善洞内环境,提高洞内舒适度。

3　隧道内汽车污染物排放量

可谓惊人,由此也增加了很多不必要的投资,造成严重的浪费。

鉴于我国的排放法规与欧洲国家的排放法规基本一致,在尚未对汽车排放量进行详细的测定和研究以前,我国可借鉴采用PIARC报告推荐的排放量,以使隧道通风设计更加合理和接近实际情况。

表2　CO排放系数,(,催化剂转化器)

h)

020406080100

h

-6%28.726.528.630.732.842.7

-42.038.841.844.847.962.5

20.055.251.055.059.063.082.2

%20.055.251.055.059.063.082.2

2%20.066.361.266.088.5173.3295.9

4%20.067.473.4106.2173.8308.7581.6

6%20.080.698.4159.5277.9491.4959.3

公路隧道通风设计中,有害气体排放量的计算是一个重要环节,也是整个隧道通风设计的基本依据,而有害气体排放量计算中又以交通量N和有害气体的基准排放量q为最主要参数。车辆的基准排放量以及交通量都应与相应的设计年限相匹配。

根据《规范》的规定,CO基准排放量qco为0.01m/辆.km,烟雾的基准排放量qVI2.5m/辆 km;范》规定的基准排放量是以19951～

2%3

3

,全凭设计痛。为安全起见,,甚至不考虑递减,因此导致隧道通风量的不合理增加。

由于我国近年来对环境治理工作的重视和汽车工业的迅速发展,随着《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》对汽车污染物的修订,以及《机动车排放污染防治技术政策》等的实施,我国汽车污染物排放量大大减少,逐渐向发达国家靠拢。根据《机动车排放污染防治技术政策》,我国轿车的排放控制水平,2000年达到相当于欧洲第一阶段水平(指满足欧洲机动车排放法规91/441/EEC和93/59/EEC的要求);最大总质量不大于3.5t的其它轻型汽车(包括柴油车)型式认证产品的排放控制水平,2000年以后达到相当于欧洲第一阶段水平;所有轻型汽车(含轿车)的排放控制水平,应于2004年前后达到相当于欧洲第二阶段水平(指满足欧洲机动车排放法规94/12/EC和96/69/EC的要求),2010年前后争取与国际排放控制水平接轨;重型汽车(最大总质量大于3.5t)与摩托车的排放控制水平,2001年前后达到相当于欧洲第一阶段水平(指满足欧洲排放法规91/542/EEC中第一阶段限值的要求),2005年前后柴油车达到相当于欧洲第二阶段水平(指满足欧洲排放法规91/542/EEC中第二阶段限值的要求),2010年前后争取与国际排放控制水平 …… 此处隐藏：5800字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……