《广州地铁6号线的隧道通风设计 2007》由会员分享，可在线阅读，更多相关《广州地铁6号线的隧道通风设计 2007（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、都 市 快 轨 交 通 第 20卷 第 1期 2007年 2月 学 术 探 讨URBAN RAP ID RA IL TRANSIT广 州 地 铁 6号 线 的 隧 道 通 风 设 计胡 自 林 1 余 晓 琳 2(1. 广 州 市 地 下 铁 道 设 计 研 究 院 广 州 510010; 2. 华 南 理 工 大 学 交 通 学 院 广 州 510640)摘 要 广 州 地 铁 6号 线 穿 越 老 城 区 ,因 此 隧 道 通 风设 计 的 控 制 因 素 较 多 。 通 过 简 化 和 输 入 合 理 的 边 界 条件 和 参 数 ,运 用 SES程 序 对 该 线 路 进 行 计 算
2、,针 对 隧 道内 温 度 和 风 量 进 行 分 析 。 指 出 在 现 有 配 置 隧 道 通 风 系统 的 情 况 下 ,深 埋 隧 道 内 近 、 远 期 的 全 线 温 度 满 足 要求 ;单 端 设 置 活 塞 风 井 的 “ 活 塞 效 应 ” 作 用 较 大 ,隧 道 区间 换 气 量 达 到 地 铁 设 计 规 范 规 定 ,且 增 设 消 声 器 对活 塞 风 道 的 作 用 影 响 不 大 ,设 计 优 化 、 合 理 。关 键 词 广 州 地 铁 6号 线 隧 道 通 风 活 塞 效 应 区 间1 工 程 概 况1. 1 线 路 特 点广 州 地 铁 6号 线 起 于
3、白 云 区 金 沙 洲 浔 峰 岗 山 脚 ,跨 过 环 城 高 速 后 ,沿 金 沙 大 道 行 进 ,接 着 跨 过 白 沙 河 ,到 达 大 坦 沙 北 端 后 以 大 坡 度 入 地 ,向 东 南 穿 越 荔 湾 区 ,经 越 秀 区 、 东 山 区 后 ,转 至 东 北 方 向 至 天 河 区 ,止 于 天河 区 高 塘 石 ,线 路 全 长 29. 7 km,共 设 25座 车 站 ,其 中 9座 车 站 分 别 与 其 他 轨 道 交 通 线 换 乘 。 其 中 ,地 下 段 长22. 6 km,包 含 19个 车 站 ,大 部 分 属 于 深 埋 车 站 (见 图 1)。平 均
4、 车 站 间 隔 1 km多 ,站 间 距 相 对 较 短 ,基 本 上 6号 线的 2个 区 间 隧 道 相 当 于 5号 线 的 1个 车 站 区 间 隧 道 ,区间 结 构 为 马 蹄 形 ,断 面 面 积 为 21. 3 m2。 因 此 ,隧 道 通 风的 设 计 也 应 该 与 其 他 线 路 有 一 定 程 度 的 区 别 和 创 新 。1. 2 车 辆 情 况6号 线 采 用 直 线 电 机 系 统 。 列 车 为 4辆 编 组 ,双 向运 行 ,高 峰 小 时 设 计 能 力 为 30对 /h,列 车 定 员 916人 /图 1 6号 线 工 程 线 路 示 意 图收 稿 日
5、期 : 2005 - 12 - 28 修 回 日 期 : 2006 - 10 - 11作 者 简 介 : 胡 自 林 ,男 ,助 理 工 程 师 , huz ilin d ts jy. c om74都 市 快 轨 交 通 第 20卷 第 1期 2007年 2月URBAN RAP ID RA IL TRANSIT列 ,高 峰 小 时 列 车 最 小 运 行 间 隔 2 min,单 向 最 大 设 计 输送 能 力 27 480人 次 /h。 车 辆 的 长 度 L = 70. 4 m,宽 度 W =2. 9 m,高 度 H =3. 6 m,地 板 面 至 轨 面 高 度 Hf 930 mm。1.
6、 3 热 工 特 性由 于 6号 线 工 程 大 多 数 线 路 埋 深 较 深 ,与 地 表 水 有密 切 联 系 ,软 土 发 育 ,因 此 线 路 隧 道 周 边 的 地 层 地 质 条件 暂 按 砂 层 考 虑 ,其 热 力 学 参 数 分 别 取 值 为 :土 壤 导 热系 数 0. 4W /m ,土 壤 导 温 系 数 6. 45 10 - 7m2 / s,混 凝土 导 热 系 数 0. 374 W /m ,混 凝 土 导 温 系 数 6. 45 10 - 7m2 / s,广 州 热 壑 温 度 25 。2 6号 线 隧 道 通 风 系 统 设 计 以 及 与 其 他 线路 的 区
7、 别2. 1 隧 道 通 风 系 统 设 计 方 法隧 道 通 风 系 统 设 计 方 法 是 :分 析 系 统 功 能 需 求 ,根据 设 计 人 员 对 多 条 线 路 的 设 计 经 验 ,选 择 基 础 系 统 方案 ,然 后 详 细 研 究 本 线 路 的 工 程 特 点 、 难 点 ,建 立 具 体的 设 计 方 案 ,再 在 此 方 案 的 条 件 下 建 立 计 算 模 型 ,输 入线 路 、 土 建 、 行 车 组 织 、 车 辆 等 初 始 参 数 ,编 制 相 应 的 数据 文 件 ,利 用 美 国 交 通 部 开 发 的 SES (隧 道 环 境 模 拟 计算 )软 件
8、 进 行 模 拟 计 算 ,并 对 计 算 结 果 进 行 反 复 详 细 的比 较 、 分 析 ,在 满 足 相 关 控 制 标 准 后 ,对 系 统 配 置 进 行优 化 比 较 ,最 后 确 定 满 足 所 有 系 统 功 能 的 合 理 配 置 ,以保 证 列 车 的 正 常 运 行 、 阻 塞 运 行 和 火 灾 运 行 所 必 需 的环 境 条 件 。 隧 道 通 风 系 统 由 车 站 和 区 间 隧 道 通 风 系 统组 成 。 气 流 组 织 方 式 采 用 轨 顶 和 站 台 下 排 风 ,在 车 站隧 道 停 车 所 区 域 的 轨 顶 以 及 有 效 站 台 下 设 置
9、 土 建 式 排风 道 ,排 风 比 例 为 轨 顶 排 60%、 站 台 下 排 40% ,排 风 口 的位 置 根 据 列 车 发 热 设 备 的 位 置 确 定 。 根 据 6号 线 模 型 计算 结 果 ,推 荐 每 侧 车 站 隧 道 的 排 风 量 为 30 m3 / s。 区 间隧 道 通 风 系 统 主 要 负 责 两 个 车 站 之 间 区 间 隧 道 的 通 风与 排 烟 ,包 括 自 然 通 风 与 机 械 通 风 两 种 方 式 。2. 2 6号 线 系 统 设 计 与 其 他 线 路 的 区 别广 州 地 铁 1号 线 隧 道 通 风 系 统 属 于 开 式 运 行
10、系统 ,没 有 设 置 屏 蔽 门 (由 于 冷 量 损 失 严 重 ,现 在 正 在 加装 ) ,站 台 空 调 区 与 车 站 隧 道 混 合 充 分 。 已 经 设 计 运 行了 的 广 州 地 铁 2号 线 ,是 国 内 第 一 条 投 入 运 营 的 站 台设 置 屏 蔽 门 的 地 铁 线 路 ,采 用 了 区 间 隧 道 通 风 系 统 与车 站 隧 道 通 风 系 统 分 开 设 置 的 形 式 ,系 统 设 备 布 置 以车 站 中 心 线 为 界 ,左 右 完 全 对 称 ,主 要 包 括 4台 隧 道 风机 (60 m3 / s)、 4台 排 热 风 机 (20 m3 /
11、 s)和 4个 活 塞 风 井 。在 SEC计 算 时 ,将 活 塞 风 道 的 计 算 长 度 设 置 为 49 m,面积 为 16 m2 ,车 站 隧 道 排 风 道 设 置 长 度 一 样 ,面 积 减 小 为10 m2。 此 后 的 3、 4、 5号 线 正 在 施 工 中 ,暂 还 未 投 入 使用 ,其 设 计 是 风 道 的 增 减 和 风 机 的 减 少 ,规 模 逐 渐 缩 减 。6号 线 由 于 是 穿 越 市 区 ,站 距 小 ,属 于 深 埋 车 站 ,因 此 其隧 道 通 风 系 统 设 置 为 隧 道 风 机 2台 (60 m3 / s) , 2台 排 热风 机 (
12、30 m3 / s)和 1台 机 械 风 机 ,且 只 设 一 端 的 活 塞 风 井(见 图 2)。 在 正 常 运 营 的 情 况 下 ,只 开 车 站 排 热 风 机 ;排热 风 机 考 虑 初 、 近 、 远 期 ,因 此 采 用 变 频 风 机 ,并 保 证 在250 时 连 续 有 效 工 作 1 h。 由 于 深 埋 ,将 活 塞 风 井 的 计算 长 度 设 置 为 80 m,在 建 立 数 据 模 型 时 ,考 虑 将 阻 力 系数 加 大 一 倍 。图 2 6号 线 隧 道 通 风 系 统 图3 计 算 结 果 及 比 较考 虑 初 、 近 、 远 期 的 客 流 量 和
13、行 车 发 车 间 隔 不 同 ,因 此 在 相 应 系 统 模 式 下 对 应 的 隧 道 通 风 计 算 结 果 也 不一 样 。 下 面 对 正 常 运 行 模 式 进 行 计 算 ,并 专 门 针 对 活塞 风 道 、 区 间 、 车 站 的 温 度 和 风 量 的 影 响 进 行 了 分 析 。 地 铁 设 计 规 范 规 定 温 度 设 计 标 准 为 :正 常 运 行 时 ,隧道 的 最 热 月 日 的 最 高 平 均 温 度 小 于 等 于 40. 0 ,区 间换 气 量 不 少 于 3次 /h。 图 3为 初 、 近 期 全 线 温 度 变 化曲 线 ,图 4为 远 期 全
14、线 隧 道 温 度 变 化 曲 线 。对 温 度 曲 线 进 行 了 分 析 ,得 出 如 下 结 论 :(1) 初 、 近 期 的 行 车 间 隔 比 远 期 小 ,所 以 活 塞 效 应小 ,但 从 全 线 来 看 ,初 、 近 期 的 温 度 比 远 期 的 温 度 要 低 。(2) 温 度 曲 线 呈 周 期 上 升 趋 势 ,车 站 温 度 处 于 波峰 位 置 ,风 井 处 温 度 为 波 谷 。 右 线 发 车 为 河 沙 元 岗 ,随 着 列 车 进 入 隧 道 越 深 ,温 度 越 来 越 高 ,接 近 另 一 端 出口 时 ,温 度 又 逐 渐 降 低 ,其 最 高 温 度
15、 点 出 现 在 左 线 区 庄站 活 塞 风 井 的 相 邻 一 段 。(3) 左 线 发 车 为 元 岗 河 沙 ,随 着 列 车 进 入 隧 道 ,温 度 逐 渐 升 高 ,同 样 是 快 出 隧 道 时 ,温 度 降 低 。 在 靠 近84广 州 地 铁 6号 线 的 隧 道 通 风 设 计URBAN RAP ID RA IL TRANSIT图 3 初 、 近 期 全 线 隧 道 温 度 与 活 塞 风 井 位 置 关 系 曲 线图 4 远 期 全 线 遂 道 温 度 与 活 塞 风 井 位 置 关 系 曲 线隧 道 出 口 处 温 度 低 于 室 外 温 度 ( 32 )的 原 因
16、是 由 于隧 道 土 壤 温 度 为 25 ,列 车 的 发 热 量 不 足 以 抵 消 隧 道内 较 低 的 温 度 。(4) 在 越 秀 南 区 庄 段 地 铁 隧 道 ,其 温 度 变 化 趋势 不 是 很 规 律 ,主 要 原 因 是 由 于 此 段 设 有 折 返 线 和 停车 线 ,又 是 换 乘 站 ,导 致 左 右 线 连 通 ,干 扰 气 流 组 织 的因 素 太 多 ,且 不 顺 畅 。4 设 计 控 制 因 素图 5 区 间 风 量 的 变 化 曲 线4. 1 活 塞 风 量 和 区 间 换 气 量 统 计 分 析由 于 远 期 为 隧 道 通 风 设 计 的 较 不 利 情 况 ,因 此 对其 控 制 因 素 进 行 了 分 析 。 在 正 常 运 营 的 情 况 下 ,除 了满 足 温 度 不 超 标 外 ,验 证 隧 道 通 风 系 统 设 计 优 劣 的 另外 一 个 重 要 因 素
