高速公路隧道通風系統的設計及實踐

李廣華

中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西西安 710065

高速公路的隧道通風系統是高速公路隧道機電工程的一個重要組成部分。伴隨著科技的飛速發展，目前我國高速公路的建設與發展取得了很大的進步，其中包含的高速公路隧道設計是高速公路道路建設中的一個關鍵點。而高速公路隧道空間相對閉塞，而車流量容易超過限度，因此研究高速公路隧道的通風系統具有深刻的現實意義。

1 研究隧道通風系統的重要性

因為高速公路的隧道空間相對狹隘、閉塞，大量車流產生的尾氣不能很快地擴散開，再伴隨著空氣中CO 濃度的逐漸增加，空氣中的混合顆粒變多，會大大增加隧道中空氣的毒性和污染性，造成隧道中毒現象。另外，空氣中混合顆粒、灰塵的增加會降低隧道內的能見度，會帶來不能安全行車的隱患。若高速公路隧道內發生車禍或火災，情況會更加危險。因此，在高速公路隧道中安裝通風系統控制裝置，當隧道空氣的質量低于一定標準，檢測設備就會自動開啟風機進行及時有效的疏散，當有害氣體擴散，空氣煙霧濃度、能見度等達到標準后，關閉風機。若要達到舒適標準，就可以根據隧道的長短，采取每幾個小時向洞內不間斷換氣的方法，來稀釋隧道內的空氣異味，更好地保障隧道內空氣質量。安裝高速公路隧道通風系統的控制裝置可以保障高速公路上的行車安全，同時也可以更好地完成高速公路運營和管理。高速公路隧道通風設計的原則是在滿足隧道通風標準、技術標準和防災要求的前提下，盡量減少投資和運營費用。

2 風機安裝

高速公路隧道通風系統的設計包含一個重要環節——隧道的風機安裝。隧道通風設備的操作與控制工作應用區域控制器來完成。

2.1 射流風機的安裝

隧道通風設備的生產必須嚴格按照國家生產標準進行，配套元件必須符合國家先進生產水平的標準。所有材料和設備，都必須有質量安全、合格檢測報告。風機安裝之前必須對其規格、技術參數等進行驗收檢查，防止出現差錯，以保障安裝工程的安全、順利實施。射流風機的安裝位置應在隧道建筑界限處距離20cm 的位置，安裝前要進行支撐結構的載荷試驗，支撐風機的強度至少應超過實際荷載的15 倍以上，兩臺一組并列安裝。比如設計非常成功的九嶺山隧道通風系統采用的就是射流風機縱向通風方式。風機吊裝操作須采用兩端安裝螺栓的專業吊架進行操作。風機接線的設計很嚴格，接地線保證牢靠的連接，并保持與主接地回路的連通。安裝風機啟動柜時要注意防潮，最好選用銅端子作為露接線端子。安裝風機控制柜來完成對風機運作的本地人工操控，風機控制柜的控制信號采取就近原則，由距離最近的區域控制器來控制。

2.2 軸流風機的安裝

軸流風機的安裝應按照有關機械安裝規范來進行。安裝前應做好全面、必要的檢查工作， 包括檢查設備的種類、型號與規格等，仔細查看質量安全與合格證書。另一方面對安裝的基礎設施進行檢查，包括混凝土質量、地腳螺栓的安裝的位置和數量等。軸流風流機的安裝過程要按照技術規范標準進行，并配合技術管理和監制進行指導和操控。所有的用電設施和控制柜要做好接地及防腐工作，以保障施工安全性。風機安裝完成后，要進行完工檢查，設備安裝的位置、零件的緊密度、電氣設施以及接地回路的裝置都要進行排查。

3 風機配電

由于隧道內空氣潮濕，所以風機配電的啟動設備安裝在變電所內。采用放射式的方法，直射每臺射流風機。隧道電纜應設置在隧道行車方向左側電纜溝支架上。洞內利用機電工程設置的各種鋼筋、鋼管形成一個自然接地網，但應注意接地點要做好防腐處理。

根據隧道中的行駛車流量及交通狀況，適當調整通風量及啟動風機的頻次和時長，一般原則是在充分保證隧道內衛生標準情況下，盡量節約成本，做到節能環保。風機啟動的頻率也不能過于頻繁，否則會影響風機正常使用壽命，另外還要注意平衡各個風機的勞逸程度。根據空氣濃度、可見度值的檢測，最接近該檢測器的風機會先啟動。

4 實施中的安全保障措施

在安裝通風系統裝置前要對設備、裝置進行安全檢查，檢查設備及配套設施的規格、種類，零件或設施的精密度；在作業過程中要注意施工人員的安全，戴頭盔、安全帶、眼罩等防護道具；項目施工承包人也要擬定相關合同，保障工作人員安全；要制定具體、全面的安全施工措施；對施工過程中出現的突發情況或突發事件都要做好防范及救助措施；工程完工后，還要對裝置的位置、規格及數量進行確認和檢查，做好日后長期的安全防范工作。

5 應用與實踐

高速公路隧道通風系統的設計和實施應用中，都要從每一路段的實際情況出發，根據高速公路的地理位置、地形地貌等情況，采取縱向送排通風方式、豎井通風方式或者綜合方案，進行分段、分時長通風操作。然后按照科學、安全、先進、經濟、環保的原則確定風機安裝和操控部署。例如云中山隧道，它位于沂州至保德高速公路路段，是一項全長5565m 的特長隧道。云中山隧道采用的是分段縱向送排式通風方式，在隧道中設立豎井，將隧道分成兩段進行通風。整個系統包括38 臺射流風機，4 臺軸流風機以及啟動柜等配套設施。云中山隧道在設計和實施方面，都始終保持科學性、安全性及環保性，后期檢查與故障排除工作謳做得非常好，是我國高速公路隧道通風系統建設的一個典型的成功案例。以滿足隧道內通風、衛生標準和運營通常為基本標準，進行風機布置和操作方案。江肇高速公路中的毛氈嶺隧道達到了很理想的通風效果。毛氈嶺隧道長4780m，它的左洞以上坡為主，該隧道在完成日常車輛造成有害氣體的疏散工作下，還特別注意防災通風。因其下洞以下坡為主，稀釋洞內的有害氣體粉塵、再不間斷地換新風除異味。在滿足了隧道通風的基本要求下，利用地形、地勢特點增強通風效果，能為車輛駕駛員提供更好的駕車環境和駕車條件，排除行駛過程中的障礙因素，就會減少交通事故的發生。

6 結論

高速公路隧道通風系統的設計和實施是一個復雜的過程，需要全方面的研討和全方位的合作進行。高速公路隧道通風是我國高速公路運營和監管的一項重要任務。切實做好隧道通風工作，為大家提供更好的行車條件，保障行車安全，，可以更好地排除交通隱患，減少交通事故的發生。這對國家高速公路的建設具有重大的意義。

[1]李智榮.高速公路隧道通風工程機電系統風機設計及管理[J]，2012(3).