特長(cháng)鐵路隧道通風(fēng)設計問(wèn)題探討論文
在鐵路隧道工程建設中，隧道運營(yíng)通風(fēng)的設計將直接影響隧道的運營(yíng)環(huán)境、救災功能以及運營(yíng)效益等。隧道通風(fēng)設計是整個(gè)鐵路運輸系統需要解決好的關(guān)鍵。本文主要從鐵路隧道通風(fēng)方式的選擇、鐵路隧道污濁空氣的稀釋標準以及豎井送排式通風(fēng)的通風(fēng)問(wèn)題三個(gè)方面對特長(cháng)鐵路隧道通風(fēng)設計的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行闡述。
概述
近年來(lái)，我國鐵路運輸事業(yè)發(fā)展速度迅猛。其中，鐵路隧道通風(fēng)建設是鐵路運輸系統的重要組成部分，隧道通風(fēng)方案的優(yōu)劣以及運營(yíng)效果的好壞將對鐵路隧道的救災工程、運營(yíng)安全以及運營(yíng)效益產(chǎn)生直接影響。因此，鐵路隧道的通風(fēng)設計越來(lái)越受到重視。鐵路隧道通風(fēng)是指向隧道內引入新鮮空氣，及時(shí)排除內燃、蒸汽機車(chē)通過(guò)長(cháng)大鐵路隧道時(shí)排除的煙氣和熱量的過(guò)程。鐵路隧道通風(fēng)設計有助于保障乘客和機車(chē)車(chē)輛乘務(wù)人員的安全，減緩隧道內鋼軌、扣件、結構物等的設備腐蝕程度，提高機車(chē)牽引力的作用。
鐵路隧道通風(fēng)方式的選擇問(wèn)題
鐵路隧道通風(fēng)方式的選擇是完成鐵路隧道通風(fēng)設計工作的重要組成部分。目前鐵路隧道通風(fēng)按照通風(fēng)方式分為自然通風(fēng)和機械通風(fēng)。
1.自然通風(fēng)
鐵路隧道自然通風(fēng)是指利用自然風(fēng)和列車(chē)的活塞風(fēng)將隧道內的污濁空氣及時(shí)排除的通風(fēng)方式。鐵路隧道由于洞外和洞內的氣溫不同以及隧道兩端海拔高度不同，產(chǎn)生氣壓差，引起鐵路隧道內空氣的流動(dòng)。尤其是列車(chē)通過(guò)單線(xiàn)隧道時(shí)，會(huì )產(chǎn)生與列車(chē)同方向的氣流，即活塞風(fēng)。這些因素引起的空氣流動(dòng)均成為自然通風(fēng)。鐵路隧道自然通風(fēng)方式一般適用于短距離隧道，隧道距離一般在1.5km以下。
2.機械通風(fēng)
鐵路隧道機械通風(fēng)一般采用縱向通風(fēng)方式，即利用風(fēng)機將隧道內的污濁空氣從隧道一端吹向另一端，機械通風(fēng)設施主要有風(fēng)機、通風(fēng)機房、動(dòng)力設備、通風(fēng)道以及簾幕等。風(fēng)機等通風(fēng)設備一般多設在低隧道口處。按照相關(guān)規定在1.5~3km的鐵路隧道可采用機械無(wú)幕簾通風(fēng)方式;3~4km鐵路隧道在條件允許的條件下宜采用機械幕簾通風(fēng);4~7.5km鐵路隧道應采用機械簾幕通風(fēng)方式;7.5km以上特長(cháng)鐵路隧道通風(fēng)，由于受到列車(chē)通過(guò)時(shí)間間隔以及機械通風(fēng)風(fēng)速的影響，必須在列車(chē)行車(chē)間隔時(shí)間內排出隧道的污濁空氣，一般采用縱向分段式通風(fēng)，即利用隧道的豎井、橫洞或斜井等作為通風(fēng)道，利用鐵路隧道內分段設置的風(fēng)機，進(jìn)行鐵路隧道送排風(fēng)。鐵路隧道機械通風(fēng)的風(fēng)源一般均采用大風(fēng)量軸流通風(fēng)機供風(fēng)。相比于半橫向式、橫向式等通風(fēng)方式，縱向式通風(fēng)在風(fēng)機設備及動(dòng)力方面是最經(jīng)濟的一種通風(fēng)方式。
關(guān)于鐵路隧道污濁空氣的稀釋標準
鐵路隧道內污濁空氣的稀釋標準是隧道通風(fēng)設計的重要依據，既影響隧道通風(fēng)方案的選擇，又影響隧道建設的投資規模以及建成后的運營(yíng)費用及隧道環(huán)保。
隧道內有害氣體主要來(lái)自于隧道機動(dòng)車(chē)的排放物，包括CO、NOX、HC、顆粒物等。隧道通風(fēng)主要控制的是CO、NO2、顆粒物，其中CO對人體健康的影響最為突出。根據《鐵路隧道營(yíng)運通風(fēng)設計規范》(TB10068-2010)的規定，列車(chē)通過(guò)隧道后15min內，空氣中濃度NO2應在5mg/m3以下。當鐵路隧道海拔高度小于2000m時(shí)，CO濃度應在30mg/m3以下;當隧道海拔在2000m~3000m之間時(shí)，CO濃度應在20 mg/m3以下，當海拔大于3000m時(shí)，CO濃度應在15 mg/m3以下，否則會(huì )對人體健康造成嚴重的傷害。
豎井送排式通風(fēng)的通風(fēng)問(wèn)題
1.豎井送排式通風(fēng)模式
目前我國特長(cháng)鐵路隧道通風(fēng)一般采用縱向式通風(fēng)方式，在通排風(fēng)設計時(shí)充分利用施工豎井、斜井、平行導坑或橫洞等輔助坑道。其中，豎井送排式是應用較為普遍的一種方式。豎井送排式通風(fēng)模式是指在特長(cháng)鐵路隧道通風(fēng)設計時(shí)，充分利用施工豎井作為隧道通風(fēng)和排煙的風(fēng)井之用，在風(fēng)井內布設通排風(fēng)風(fēng)機。
2. 關(guān)于通風(fēng)短路問(wèn)題的討論
特長(cháng)鐵路隧道通風(fēng)的施工豎井普遍存在距離隧道出入口較近的問(wèn)題，豎井軸流機無(wú)論是送風(fēng)還是排風(fēng)，由于風(fēng)量加在風(fēng)口兩側方向上，降低了風(fēng)機提供區間隧道“推-拉”縱向排煙的效率，在隧道出入口處形成通風(fēng)短路，使得區間內縱向排煙風(fēng)速難以達到標準風(fēng)速要求。為解決分段式縱向通風(fēng)隧道出入口通風(fēng)短路問(wèn)題，增強隧道內縱向排風(fēng)效果，可以在鐵路隧道出入口位置設置射流風(fēng)機，形成隧道豎井送排式與射流風(fēng)機相組合的通風(fēng)模式，主隧道和豎井形成多入口、多出口的通風(fēng)體系。
結論
隧道運營(yíng)通風(fēng)的設計將直接影響隧道的運營(yíng)環(huán)境、救災功能以及運營(yíng)效益。我國鐵路隧道通風(fēng)的關(guān)鍵技術(shù)取得了很大的進(jìn)展，充分發(fā)揮其對鐵路隧道通風(fēng)設計的指導作用。
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