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1、翠峰山隧道通风照明设计7.1通风设计7.1.1一般规定公路隧道通风设计应综合考虑交通条件，地形，地物，地质条件，通风要求，环境保护要求，火灾时的通风控制，维护与管理水平，分期实施的可能性，建设与运营费用等因素。隧道通风主要是应对一氧化碳（CO）,烟雾和异味进行稀释，隧道通风的目的是供给洞内足够的新鲜空气，并冲淡，排除有害气体和降低风尘浓度，以改善劳动条件，保障作业人员及驾驶员的身体健康，减少安全事故。7.1.2 污染空气的稀释标准我国的CO稀释标准正常运行取250ppm交通阻塞时，阻塞段的平均CO设计浓度取300ppm，经历时间不超过20min。阻塞段的计算长度不超过1km。7.1.3需风量计
2、算对于单向交通，可以用下列经验公式作为区分自然通风与机械通风的限界，判断是否采用机械通风 LN2 （7.1） 式中：L隧道长度（m） N设计交通量（辆/h）取隧道长度2020m，设计交通量按长期考虑取N=1241辆/h，本隧道则用机械通风。稀释CO的需风量计算按公路隧道通风照明设计规范，CO排放量为 （7.2）式中 Qco隧道全长CO的排放量（m3/s） qcoCO的基准排放量（m3/辆km）,可取0.01m3/辆km； fa考虑CO的车况系数，对于高速公路，取1.0； fd车密度系数，对于100km/h设计时速，取0.6；表7.1 车密度系数fd工况车速（km/h）1008070605040
3、302010fd0.60.750.8511.21.5236fh考虑CO的海拔高度系数，可取1.0；fm考虑CO的车型系数，按表6.1.2取值；fiv考虑CO的纵坡车速系数，按规范取1.4；Nm相应车型的设计交通量，见表7.3。表7.2考虑CO的车型系数车车型各种柴油车汽油车小客车旅行车、轻型货车中型货车大型客车、拖挂车1.01.02.55.07.0代入数据到（7-2）得当Vt=100km/h时，Qco= 在各个工况速度下的CO的 排放量如下表所示。表7.4 各工况车速下CO排放量（单位m3/h）工况车速（km/h）1008060402010CO排放量0.01890.02030.02260.03
4、380.07040.1082注：交通阻滞按最长1000km计算。最大CO排放量由上述计算可知在工况车速为10km/h时，CO排放量最大，为稀释CO的需风量隧址设计气温tm=20，换算为绝对温度为T=293K。稀释CO到容许浓度的需风量为 （7.3） 式中：P0标准大气压（kN/m2）,取101.325 kN/m2P隧道内设计气压，P=P0计算得到P=1.041632P0代入数据到（7-3）得Qreq(co)= （2）烟雾排放量为QVI=qVIfa(VI) fdfh(VI) fiV(VI) L(Nmfm(VI) （7.4） 式中：QVI隧道全长烟雾排放量（m3/s）qVI烟雾基准排放量（m3/辆
5、km），可取2.5 m3/辆km；fa(VI)考虑烟雾的车况系数，高速公路取1.0；fh(VI)考虑烟雾的海拔高度系数,可取1.0；fiV(VI)考虑烟雾的纵坡车速系数，按规范取3.1；fm(VI)考虑烟雾的车行系数nD柴油车车型类别系数；L隧道长度，2020m。表7.5考虑烟雾的车型系数fm(VI)柴油车轻型货车中型货车重型货车、大客车、拖挂车集装箱车0.41.01.534代入数据到（7-4）得：当Vt=100km时QVI= 在各个工况速度下的CO的 排放量如下表所示。表7.6 各工况车速下烟雾排放量（单位m3/s）工况车速（km/h）1008060402010烟雾排放量1.4841.604
6、1.6711.8042.0824.164注：交通阻滞时按最长1000m计算。最大烟雾排放量为当车速为10km/h时，因此可由稀释烟雾到设计浓度所需通风量为 （7.5）式中：K烟雾设计浓度m-1，对于设计时速100km/h,取0.0065；代入数据得： （3）稀释空气中异味的需风量取每小时换空气8次，则有Qreq（异）= （4）考虑火灾时排烟的需风量取火灾排烟的风速为Vr=3m/s，则需风量为Qreq(火)=ArVr=63.543=190.62 m3/s综上所述，需风量按较大值取值，故取需风量Q=640.615m3/s7.1.4通风机数量计算隧道内所需升压力有以下三项决定(1)空气在隧道内流动受
7、到的摩擦阻力及出入口损失为 （7.6）式中：Pr自然风阻力，N/m2e隧道入口损失系数，可取0.6,vr隧道设计风速，m/s,本隧道为vr= =7.731m/sr隧道壁面摩阻损失系数，可取0.02空气密度，kg/,可取1.2Dr=隧道断面当量直径 Dr=7.85mAr隧道净空断面积，本隧道为63.54 Cr隧道断面周长, 本隧道为32.38m代入数据得： (2)隧道两洞口等效压差：引起隧道自然风流的两洞口等效压差取Pn=10Pa。(3)交通风所产生的风压： （7.7）式中：pt交通风力(N/m3)隧道内与同向的车辆数,辆隧道内与反向的车辆数, vr隧道设计风速，m/s,本隧道为vr= =7.7
8、31m/s与反向的各工况车速与同向的各工况车速Am汽车等效抗阻面积,可按下式计算。 （7.8）式中：小型车正投影面积，可取2.13m小型车空气阻力系数，可取0.5大型车正投影面积，可取5.37大型车空气阻力系数，可取1.0 大型车混入率，为0.19计算可得汽车等效阻抗面积代入数据到式7-7得根据上述计算，采用可逆转的射流风机可充分利用交通风产生的风压，两洞口存在的等效压差由于较不稳定，应作为阻力计算，因此隧道需要的升压力为Pa(4)1120型射流风机所需台数 1120型射流风机每台的升压力为，由 =0.98m2 =0.0101 =30m/s =0.0517 （7.9） 代入数据得 则：合计需要
9、10台1120型射流风机，按5组布置。7.2照明设计7.2.1照明设计1、中间段照明中间段的照明基本任务是保证停车视距，中间段的照明水平与空气透过率，行车速度以及交通量等因素有关。对于设计时速100km/h,设计交通量为1241辆/h，按规范要求，参照两车道的情况，中间段亮度应为4cd/m2，隧道两侧墙面2m高范围内，宜铺设反射率不小于0.7的墙面材料。灯具布置应满足闪烁频率低于2.5H或高于15HZ，中间段灯具的平面布置形式可采用中线布置、两侧交错布置或两侧对称布置，本设计采用两侧交错布置。紧急停车带宜采用荧光灯光源，其照明亮度应大于7cd/m2，连接通道亮度应大于2cd/m2。中间段的照明
10、选用功率为100W的高压钠灯，以行车中线交错布置，灯具横向安装范围为行车道左右4 m处，安装高度为距路面5 m，纵向间距为5m，灯具纵向与路面保持水平，横向倾角为9o。洞外接近段照明在隧道照明区段中，在隧道洞口（设有光过渡建筑时，则为其入口）前，从注视点到适应点之间的一段道路，在照明上称为接近段。在照明设计中，车速与洞外亮度是两个主要的基准值，本隧道设计车速为100 km/h，洞外亮度参照规范取值为4500cd/m2。由于发耳隧道的所处位置走向近于东西向，因此要采取措施降低洞外亮度。接近段可以采取以下洞外减光措施(1)从接近段起点起，在路基两侧种植常青树；(2)大幅坡面绿化；(3)洞口采用翼墙
11、式时，墙面宜采用冷色调，其反射率应小于0.17；接近段长度应取洞外一个照明停车视距，对于纵坡为1.75%，设计时速为100km/h，取DS=167m。按照公路隧道通风照明设计规范规定，在洞口土建完成时，应采用黑度法进行洞外亮度实测。实测值与设计值的误差如超出25%，应该调整照明系统的设计。洞外亮度实测时应测位置是接近段起点，接近段长度应取洞外一个照明停车视距。接近段照明选用功率为200W的高压钠灯，布置在路基两侧，对称布置，布置高度为5m，纵向间距为4m。2、入口段照明在隧道照明区段中，进入洞口的第一段称为入口段。其照明亮度Lth计算 Lth=kL20(s) （7.10）式中： Lth 入口段
12、亮度（cd/m2）;k入口段亮度折减系数，本隧道按规范取值为0.035 L20(s) 洞外亮度，本隧道设计为4500 cd/m2代入数据得：Lth=0.0354500=157.5cd/m2。入口段长度可以由下式计算 （7-11）式中：h为洞口内净空高度（m），为7. 3m Ds为照明停车视距，按规范取167m。计算得：Dth=1.154167(7.31.5)/ tan10=159.8m入口段的照明由基本照明和加强照明两部分组成，基本照明的灯具布置应按中间段照明考虑，选用100W高压钠灯，灯具横向安装范围为行车道左右4m，安装高度为距路面5 m，纵向间距5m。加强照明400W的高压钠灯，其布置为
13、2个一组，安装高度为距路面5 m，纵向间距1.5m。从洞口以内10m左右处开始布设。过渡段照明过渡段由TR1、TR2、TR3三个照明段组成，与之对应的亮度可分别取Ltr1=0.3Lth=0.3157.5=47.25cd/m2Ltr2=0.1Lth=0.1157.5=15.75cd/m2Ltr3=0.035Lth=0.035157.5=5.5125cd/m2过渡段各照明段的长度根据规范可分别取106m，111m，167m。灯具布置位置与入口段基本照明布置相同，选用400W高压钠灯，间距取5m；加强照明采用400W高压钠灯， TR1段间距2m，TR2段间距8m，TR3段亮度小于中间段照明亮度，所以TR3段照明设计与中间段相同。2个一组布置。出口段照明翠峰山隧道为单向交通隧道，应设置出口段照明，出口段长度取60m，其亮度取中间段亮度的5倍，即为20cd/m
