[实用新型]公路隧道新型通风实验模型

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种隧道通风实验模型，具体地说是一种公路隧道新型通风实验模型。 

背景技术

通风系统是公路隧道的重要组成部分。对于特长公路隧道，通风系统方案的优劣直接关系着公路隧道功能效益的发挥，十分重要。目前国内外长大公路隧道通风方案有纵向通风、分段纵向通风、横向及半横向通风以及网络通风等。其中，纵向通风、分段纵向通风、横向及半横向通风的设计及研究目前技术较成熟，通风理论已较完善。但是国内外在对长度在5km左右的公路隧道做通风方案研究时，普遍发现仅对运营通风而言，全纵向射流通风即可满足，但考虑到防火排烟，不设竖井又存在风险。另外，这种隧道由于路线标高的限制，通常左、右线需风量差异较大。为此，双洞互补式网络通风就成为首选方案。 

大别山公路隧道是上海至成都高速公路湖北省麻城至武汉段上的特长隧道，是麻武高速公路上的控制性工程。隧道区域地形复杂，山岭险峻，峰峦叠嶂，隧道最大埋深约482m，平均海拔高度291m，设计行车速度为100km/h。隧道为上下行分离式，两洞轴线相距40m，隧道左线长度4890m，隧道坡度分别为+3.8667％，+1.6632％-1.7213％，右线隧道长度4865m，隧道坡度分别为+1.7213％，-1.6632％，-3.8667％。预测2015年交通量13100Pcu/d，2030年35105Pcu/d。 

大别山隧道原设计通风方案为斜井分段纵向通风。由于该通风方案存在投资大、建设工期长、运营费用高等不足之处，交通部对初步设计方案进行审查时要求对通风系统做进一步研究，考虑取消通风斜井的可能性。理论上讲，对于该类长度在5km左右的单坡隧道，采用双洞互补式网络通风方案具有投资小、效率高、运营费用低等优点，优势很大。但双洞互补式网络通风方案目前在国内尚无工程实例，国外也很少。M.A.Beme：和J.R.Day提出的针对于通风负荷不均匀特长公路隧道设计的双向换气方法，仅在台湾的雪山隧道通风中做过简要的工程应用说明，并未给出具体的设计过程及计算方法，其应用研究还不够完善，现行设计规范对该类通风方案也未提及，其通风设计方法及基本计算参数等目前国内为空白，国外研究也不多。本项目的主要任务是研究大别山公路隧道网络通风的适应性，给出大别山隧道网络通风的具体方案，并提出有关设计参数的建议，为大别山隧道通风系统设计优化设计提供技术支持，以期在我国隧道通风领域取得突破。 

隧道通风防灾问题研究，最早出现于铁路隧道中。公路隧道出现后，随着汽车时代的 到来，交通量日益增长，隧道超过一定长度或交通量超过一定值，仅仅依靠自然风和交通风不能满足隧道内运营环境的卫生要求。特别是近几十年来高速公路隧道建设的迅速发展，公路隧道内卫生标准不断提高，长大隧道的出现使得隧道中出现事故的几率也越来越大，因此进行长大隧道通风，防灾研究迫在眉睫。1973年英国力学研究会流体力学中心发起并组织了空气动力学和隧道通风国际研讨会(International Symposium on the Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels)，此后每三年召开一次，各国与会隧道通风专家展示自己的研究成果，推进了通风技术发展。该研讨会反映了世界各国隧道通风技术研究的最新成果。 

隧道通风研究方法主要是通过理论计算、模型试验、实地测量、数值模拟等方法获得隧道内速度场、压力场、温度场的分布，以及隧道内发生火灾时的紧急通风状态，制定出隧道通风最佳方式和控制系统。 

1919年，美国修建纽约市荷兰隧道(2610m)时，以美国矿务局为主，在一些大学和研究所的协助下，对汽车CO排放量做了研究，并就人体对CO浓度的容许值进行研究，以此作为隧道通风计算的依据。研究决定将400ppm作为CO设计浓度，并将以此标准算出的通风量作为隧道需风量。这是首次公路隧道通风研究。