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公路隧道通风设计指南DB41-T2156-2021

时间: 2026-07-10 点击数:

  

公路隧道通风设计指南DB41-T2156-2021(图1)

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  本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定

  本文件起草单位:河南省尧栾西高速公路建设有限公司、河南省交通规划设计研究院股份有限公司、

  本文件主要起草人:刘东旭、李国伟、白雅伟、付大喜、王永东、李志鹏、高晓培、韩艳红、翟彦

  发、郑培信、胡晓伟、郭炎伟、肖亚冲、郭菲菲、曹家丕、何志伟、李磊、张良、于庆、唐果、梁佳林、

  本文件确立了公路隧道通风设计的术语和定义、规划与调半岛股份科技有限公司查、通风方式、通风标准及设计风量、通

  风计算、风机房、风机选型与布置、通风系统结构设计、通风控制及火灾防排烟等内容。

  下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,

  仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本

  烟尘对空气的污染程度,通过测定污染空气中100m距离的烟尘光线透过率来确定,表示洞内能见

  按保证隧道安全运营要求的环境指标,根据隧道条件计算确定需要的新鲜空气量。

  分为静压、动压、全压。作用于各个方向上压强相等的空气压力称为静压;空气以某一速度流动时

  所产生的压力称为动压;任意测点处静压和动压之和称为全压。本指南所提及静压和全压是指隧道或风

  通风气流在行车空间沿隧道轴线方向(纵向)进入,经横通道交换左、右线隧道部分气流,沿隧道

  通风气流在行车空间沿垂直于隧道轴线方向(横向)进入(或排出)、沿隧道轴线方向(纵向)排

  公路隧道通风应结合路线平面、纵断面、隧道断面形式、工程分期建设情况、防灾救援与运营管理

  b)应收集隧道所在路段的公路等级、隧道断面、交通量,所在区域的气象和环境条件,以及隧

  c)应根据收集的资料进行隧道需风量的初步计算及通风方案比选;当因路线方案使各通风方案

  均不满足运营安全、经济、环保要求时,则应重新论证路线方案、隧道长度、纵坡等;

  d)应根据比选确定的通风方案计算需风量,确定设计风量,并计算通风系统阻力;

  e)应根据通风系统阻力计算风机风压、风量、功率等,并进行风机选型及配置;

  f)通风设备安装前,应针对隧道土建施工、通风设备参数变更情况复核通风系统是否满足隧道

  b)应根据所在路段交通量增长、汽车有害气体标准排放量变化、各分期实施阶段洞内通风标准

  和洞外环境空气质量标准变化、土建工程及通风设施分期实施的难易程度等因素综合考虑;

  c)公路隧道通风设计,应对日常运营通风与防灾通风设施进行统筹规划,明确日常运营工况与

  隧道洞口或通风井口有环境保护要求时,有害气体排放应符合环境保护的相关规定。

  长度L>5000m隧道的平均纵坡,不宜大于2.0%;隧道行车方向进口接线纵坡宜与洞内一致。

  公路隧道通风设计应对隧道所在区域的交通、气象、环境及地形、地物、地质等进行调查,应包括

  通风设计采用的设计小时交通量应根据隧道所在路段项目可行性研究报告提出的设计(预测)年平

  a)设计小时交通量系数宜采用项目可行性研究报告提供的数据;若未明确提出,山岭重丘区隧

  b)单向交通隧道的方向分布系数宜根据项目可行性研究报告取值,若未明确提出,可取55%;双

  c)当设计小时交通量大于隧道所在路段的最大服务交通量时,宜采用最大服务交通量换算的设

  a)根据交通组成百分比和标准小客车设计高峰小时交通量,算出各车型对应的标准小客车设计

  b)将各车型的标准小客车高峰交通量换算成混合车型设计高峰小时交通量(veh/h),各汽车代

  c)对于长度L≤1000m的隧道可不考虑交通阻滞;对于长度L>1000m的隧道阻滞段宜按每车道

  b)单向交通隧道宜按独立排烟区末端位置发生火灾考虑;双向交通隧道宜按洞内中点发生火灾

  c)隧道交通量由洞内滞留的车辆数与后续进人洞内的车辆数之和确定,后续进入洞内的车辆数,

  隧道通风方式分为自然通风和机械通风两种方式。机械通风方式主要有纵向通风方式、半横向通风

  方式、全横向通风方式以及采用以上多种通风方式形成的组合通风方式。各类通风方式的特点可参考

  单向交通隧道的设计风速不宜大于10.0m/s,特殊情况不应大于12.0m/s;双向交通隧道的设计风

  速不应大于8.0m/s;设有专用人行道的隧道设计风速不应大于7.0m/s。

  双向交通隧道设计风向宜与行车上坡较长方向一致,洞内通风气流方向不宜频繁变化。

  a)连拱或小净距特长隧道的左右洞相邻洞口间宜采取措施避免污染空气窜流,当不可避免污染空

  b)上行隧道行车出口排出洞外的污染空气对下行隧道产生二次污染时,应根据污染程度综合考虑

  c)通风井的进风口宜设置于上风方向,排风口宜设置于下风方向;设置于山坳中的通风井,风口

  d)通风井的排风口高程应大于进风口高程,其高差不应小于5m;进风口与排风口之间的平面间

  a)通风设计的卫生标准应以稀释CO为主,正常交通时,CO设计浓度可按表1取值;

  c)交通阻滞时,阻滞段的平均CO设计浓度可取150cm3/m3,经历时间不宜超过20min;

  d)人车混合通行的隧道,隧道内CO设计浓度不应大于70cm/m,隧道内60min内N02设计浓度不应

  e)隧道内养护维修时,作业段CO允许浓度不应大于30cm/m,N02允许浓度不应大于0.12cm/m。

  a)公路隧道通风设计的安全标准应以稀释烟尘为主,烟尘设计浓度K取值应按表2、表3执行;

  b)双洞单向交通临时改为单洞双向交通时,隧道内烟尘允许浓度不应大于0.012m-1;

  公路隧道通风设计的舒适性标准应以换气稀释异味为主,隧道空间最小换气频率不应低于3次/h;

  设计风量应按稀释CO需风量、稀释烟尘需风量、隧道换气需风量以及火灾时排烟需风量的最大值,

  需风量计算公式应按JTG/TD70/2-02执行。考虑汽车技术发展,宜单独考虑新能源汽车的影响。

  a)应根据工程可行性研究、初步设计和施工图设计等阶段的要求进行相应的计算;

  b)通风系统中,风机及交通通风力提供的风量和风压应满足需风量和克服通风阻力的要求;

  c)公路隧道通风计算可把空气视为不可压缩流体,隧道内的空气流可视为不随时间变化的恒定流,

  d)沿程阻力系数及局部阻力系数应根据隧道或风道的断面当量直径和壁面粗糙度以及风道结构

  a)通风计算中,应将自然通风力作为隧道通风阻力考虑;当确定自然风作用引起的隧道内风速常

  b)自然风作用引起的洞内风速宜根据气象调查资料、隧道长度、纵坡等确定;当未取得相关调查

  c)采用通风井分段纵向式通风的隧道,各通风区段自然通风力可在隧道贯通后进行实测,同时应

  a)单向交通时,交通通风力宜作为动力考虑;当工况车速小于设计风速时,交通通风力应作为阻

  单洞双向交通通风力的计算方法和双洞单向交通通风力的计算方法可按JTG/TD70/2-02执行。

  d)应为短道段提供一定的窜流风速,送风量计算应充分考虑短道段窜流风量及其污染浓度。

  送排式纵向通风宜与射流风机组合,形成通风井与射流风机组合纵向通风方式。组合纵向通风方式

  压力平衡应满足公式(4)的要求,同时通风计算应对通风井位置以及通风井与射流风机位置等各方案相

  互补式通风方式隧道内污染物浓度分布可见图2,其中虚线为常规隧道污染物浓度变化,实线为添加

  a)宜用于上下行隧道需风量的较大值大于单隧道最大允许通风量且上下行隧道需风量之和小于

  ——左线隧道内污染物排放量,单位为立方米每秒(m3/s),烟尘单位为平方米每秒(m2/s);

  qR——右线隧道内污染物排放量,CO单位为立方米每秒(m/s),烟尘单位为平方米每秒(m/s);

  ——隧道内污染物浓度限制值,CO单位为立方厘米每立方米(cm/m),烟尘单位为每米(m)。

  ——排风口升压力,单位为帕(Pa),可按JTG/TD70/2-02执行;

  12——分流型风道主流分岔损失系数,可按JTG/TD70/2-02执行。

  ——送风口升压力,单位为帕(Pa),可按JTG/TD70/2-02执行;

  双向交通隧道可采用全横向和半横向通风方式;单向交通隧道可采用全横向和送风型半横向通风方

  式。全横向和半横向通风方式的压力模式和压力计算可按JTG/TD70/2-02执行。

  集中送入式纵向通风方式、通风井排出式纵向通风方式、吸尘式纵向通风方式的计算要求可按

  风机房设计应综合考虑功能要求、位置选择、建设条件、环境保护、养护维修、运营管理及景观协

  调等因素。若竖(斜)井井口气象条件恶劣、风机房工作人员生活与交通条件艰苦、山顶建房征地占用成

  a)风机房应具有布置轴流风机、电气设备、控制设备、其他辅助设备的空间及预留设备检修空间,

  a)设置位置应综合考虑地质条件、经济性和安全因素,宜选择在围岩条件较好地段;

  b)地下风机房与隧道的位置关系,可根据地质条件以及隧道与通风井、连接风道的位置确定;

  c)地下风机房的布局应满足风机及其配套设施的综合布置、运输、安装、检修等各项功能要求,

  d)地下风机房与隧道正洞之间应设置大型设备运输通道和合理的逃生通道,地下风机房与连接风

  e)地下风机房应设置防潮、防尘、降噪、给排水、温度调节、环境检测、闭路监视、火灾报警等

  a)地下风机房分为有人值守和无人值守两种类型,应根据隧道具体情况选择地下风机房类型;

  b)风机房空间应能布置轴流风机、电气设备、控制设备和其他辅助机电设备,并有大型设备搬运

  c)地下风机房的组成应按隧道具体情况来确定,一般宜由风机区、运营操作区、设备区及维修区

  地下风机房设备及管理用房内每人每小时需供应的新鲜空气量不应少于30m3,且新风量不少于总风

  量的10%;有人值守的地下风机房活动区风速冬季不宜大于0.3m/s,夏季宜为0.2m/s~0.5m/s。

  有人值守地的下风机房温度宜控制在12℃~30℃,无人值守的地下风机房温度不宜超过35℃;夏

  有人值守和无人值守的地下风机房内CO以及其他污染物允许浓度应满足人员安全、健康、舒适的要

  有人值守的地下风机房通风、空调设备传至各房间内的噪声不应超过60dB(A)。

  a)应根据隧道交通条件、自然条件和火灾危险性等因素进行火灾排烟设计,对风机房发生火灾和

  b)地下风机房火灾防烟与排烟措施应综合考虑各通风方式的工程造价、技术难度、运营维护及其

  d)地下风机房的疏散通道、安全出口以及房间疏散门的各自宽度应经计算确定。安全出口、房间

  a)有人值守的地下风机房应设置照明,无人值守的地下风机房应根据现场情况设置照明;

  b)照明控制设施应根据照明设计提出的照明方式、工艺要求,结合隧道交通工程等级和现场条件

  b)应结合不同类型射流风机的直径、单台射流风机的电机配置功率、隧道总装机功率、长期运营

  c)单向交通隧道宜选择单向风机,双向交通隧道应选择双向风机,同一隧道的风机型号宜相同;

  d)双向可逆射流风机反转时的风量和推力不宜低于正转的98%;反向运行的单向射流风机,其反

  e)当隧道内发生火灾时,在环境温度为250℃情况下,射流风机应能正常可靠运转60min;

  f)在野外距风机出口10m且成45°夹角处测量射流风机的A声级应小于77dB;

  h)在额定工作条件下,风机整体设计使用寿命不应低于20年,第一次大修前的安全运转时间不

  b)宜采用固定式或悬吊式安装;当采用壁龛式安装时应注意隧道结构的过渡设计,可在风机进出

  c)应根据隧道断面形状、断面大小、全隧道射流风机总体布置情况以及供配电系统实施的合理性,

  d)当同一断面布置2台及2台以上射流风机时,相邻2台风机的净距不宜小于1倍风机叶轮直径,

  e)口径小于等于1000mm的射流风机间距宜小于120m,口径大于1000mm的射流风机间距宜大

  b)支承风机的结构承载力不应小于风机实际静荷载的15倍,安装前应做支承结构的荷载试验;

  c)风机应安装安全吊链并保持适当的松弛度;当安全吊链受力时,应能承担射流风机及其安装支

  d)风机的安装连接件应选用钢构件,其表面应做防腐处理;洞内污染腐蚀严重的隧道,宜做防盐

  e)风机的安装连接件与风机支承结构预埋件之间可采用焊接,或采用螺栓连接,风机连接件与风

  a)应根据设计要求确定风机特性,并应根据不同设置场所和环境条件选择轴流风机;

  b)宜选用大风量、低风压、静叶可调的轴流风机;应结合隧道设计风量、风压、功率及效率选择

  c)风机安装前,应结合土建施工情况、轴流风机性能,根据通风系统摩擦阻力和风机全压效率等

  d)火灾排烟轴流风机的绝缘等级不应低于F级,其他轴流风机的绝缘等级不应低于H级;轴流风

  a)宜选择卧式轴流风机;设置条件有限或安装场地不足时,可选用立式安装的轴流风机;

  b)轴流风机宜2至3台并联设置;采用4台并联运行时,各风机型号和性能参数应完全一致;

  轴流风机的风量调节宜选用转速控制法和台数控制法相结合;风量分档应根据交通量确定,宜按有

  主风道、连接风道及风机房内部风道的设计可按JTG/TD70/2-02执行。

  在进行斜向合流三通设计时,θ宜取60°~90°,断面形状宜为圆形,A3/A1宜为1,Q1/Q3宜为0.4~

  Vi——截面i-i处的风速,单位为米每秒(m/s),i取Pi——截面i-i处的压力,单位为帕(Pa);

  在进行斜向分流三通设计时,θ宜取75°~90°,断面形状宜为圆形,A3/A1宜为1,Q1/Q3宜为0.4~

  风道截面宜为圆形,风道夹角θ*宜取6°~10°;当θ*大于60°时压力损失较大,应做成θ*=180°

  风道截面宜为圆形,风道夹角θ*宜小于60°;当θ*大于60°时宜做成喇叭口状,应避免θ*=180°

  风道截面宜为圆形,弯曲内侧应做成圆滑状,弯曲外侧宜做成圆滑状,结构示意图可见图7。

  风机控制应分别针对正常运营工况、火灾及交通阻滞等异常工况、养护维修工况等通风需求制订不

  同风量级档。考虑控制效率、技术复杂程度、设备损耗等因素,风量级档划分不宜过细。当隧道通风系

  统包括有轴流送风机、轴流排风机与射流风机时,应针对不用类型风机组合来确定合理的组合风量级档。

  长度L>1000m的高速公路和一级公路隧道、长度L>2000m的二、三、四级公路隧道应设火灾机械

  应考虑隧道长度、交通量、交通组成、断面大小、平曲线半径、纵坡、交通条件、人员逃生条件、

  b)应利于人员安全疏散,避免火灾隧道的烟气侵入人行与车行横通道、相邻隧道或平行导洞以及

  vc——隧道火灾临界风速,单位为米每秒(m/s),可按JTG/TD70/2-02取值。

  a)隧道内排烟方向和排烟风速应根据洞内火灾位置、交通情况、自然排烟条件、通风井设置情况

  a)隧道内排烟方向应与隧道行车方向相同,烟雾应由隧道出口或就近排烟口排出;

  b)排烟分区可按隧道通风区段划分,且每个排烟分区的长度不应大于1000m;

  c)采用横向和半横向通风方式的隧道应通过主风道排烟;烟气在隧道内蔓延长度不宜大于300m;

  e)隧道内烟雾应通过沿隧道纵向布置的排烟口排出。排烟口应设置在隧道顶部或侧壁上部,排烟

  f)全横向通风系统转换为排烟系统时,起火点附近应停止送入新鲜空气;隧道送风型半横向系统

  a)隧道排烟风机在250℃环境条件下连续正常运行时间不应小于60min;排烟风机消声器应在

  b)专用避难疏散通道、独立避难所的前室余压值不应小于30Pa;专用避难疏散通道、独立避难

  c)专用避难疏散通道的防烟设计应根据其长度和净空,选择合理适用的机械正压送风方式;其前

  室加压送风量和送风口尺寸,应按其入口门洞风速不小于1.2m/s计算确定;

  d)隧道车行横洞洞口顶部离底部距离应小于3.6m,在大于3.6m的上端应该设置相应的遮挡物,

  人行横洞洞口顶部离底部应小于3m,在大于3m的上端应设置相应的遮挡物,遮挡物应具有

  e)在双洞单向隧道中横通道间距应设置在250m~500m范围,在高曲率等特殊情况下横通道间距

  g)独立避难所防烟设计的加压送风量应按地面面积每平方米不小于30m3/h计算,新鲜空气供气

  a)火灾工况下的防烟与排烟控制应与隧道火灾报警、闭路电视监视、交通监控等隧道其它监控系

  c)应具有不同火灾救援阶段、不同排烟方式的防烟与排烟、逃生诱导、救援指挥等控制和运行模

  e)应具备根据火灾现场的实际情况和要求,适时调整防烟排烟系统的控制功能;

  f)防烟排烟系统应设置自动控制和手动控制装置,应具有现场控制、远程控制和联动控制功能。

  g)排烟风机的电机启动器、驱动装置、断开装置及其控制装置应与风机气流隔离;

  h)当双洞单向行车隧道内发生火灾时,双洞均应进行交通管制,同时启动相应的通风排烟系统。

  本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定

  本文件起草单位:河南省尧栾西高速公路建设有限公司、河南省交通规划设计研究院股份有限公司、

  本文件主要起草人:刘东旭、李国伟、白雅伟、付大喜、王永东、李志鹏、高晓培、韩艳红、翟彦

  发、郑培信、胡晓伟、郭炎伟、肖亚冲、郭菲菲、曹家丕、何志伟、李磊、张良、于庆、唐果、梁佳林、

  本文件确立了公路隧道通风设计的术语和定义、规划与调查、通风方式、通风标准及设计风量、通

  风计算、风机房、风机选型与布置、通风系统结构设计、通风控制及火灾防排烟等内容。

  下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,

  仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本

  烟尘对空气的污染程度,通过测定污染空气中100m距离的烟尘光线透过率来确定,表示洞内能见

  按保证隧道安全运营要求的环境指标,根据隧道条件计算确定需要的新鲜空气量。

  分为静压、动压、全压。作用于各个方向上压强相等的空气压力称为静压;空气以某一速度流动时

  所产生的压力称为动压;任意测点处静压和动压之和称为全压。本指南所提及静压和全压是指隧道或风

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