高速公路隧道通风系统的设计及实践

李广华

中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安 710065

高速公路的隧道通风系统是高速公路隧道机电工程的一个重要组成部分。伴随着科技的飞速发展，目前我国高速公路的建设与发展取得了很大的进步，其中包含的高速公路隧道设计是高速公路道路建设中的一个关键点。而高速公路隧道空间相对闭塞，而车流量容易超过限度，因此研究高速公路隧道的通风系统具有深刻的现实意义。

1 研究隧道通风系统的重要性

因为高速公路的隧道空间相对狭隘、闭塞，大量车流产生的尾气不能很快地扩散开，再伴随着空气中CO 浓度的逐渐增加，空气中的混合颗粒变多，会大大增加隧道中空气的毒性和污染性，造成隧道中毒现象。另外，空气中混合颗粒、灰尘的增加会降低隧道内的能见度，会带来不能安全行车的隐患。若高速公路隧道内发生车祸或火灾，情况会更加危险。因此，在高速公路隧道中安装通风系统控制装置，当隧道空气的质量低于一定标准，检测设备就会自动开启风机进行及时有效的疏散，当有害气体扩散，空气烟雾浓度、能见度等达到标准后，关闭风机。若要达到舒适标准，就可以根据隧道的长短，采取每几个小时向洞内不间断换气的方法，来稀释隧道内的空气异味，更好地保障隧道内空气质量。安装高速公路隧道通风系统的控制装置可以保障高速公路上的行车安全，同时也可以更好地完成高速公路运营和管理。高速公路隧道通风设计的原则是在满足隧道通风标准、技术标准和防灾要求的前提下，尽量减少投资和运营费用。

2 风机安装

高速公路隧道通风系统的设计包含一个重要环节——隧道的风机安装。隧道通风设备的操作与控制工作应用区域控制器来完成。

2.1 射流风机的安装

隧道通风设备的生产必须严格按照国家生产标准进行，配套元件必须符合国家先进生产水平的标准。所有材料和设备，都必须有质量安全、合格检测报告。风机安装之前必须对其规格、技术参数等进行验收检查，防止出现差错，以保障安装工程的安全、顺利实施。射流风机的安装位置应在隧道建筑界限处距离20cm 的位置，安装前要进行支撑结构的载荷试验，支撑风机的强度至少应超过实际荷载的15 倍以上，两台一组并列安装。比如设计非常成功的九岭山隧道通风系统采用的就是射流风机纵向通风方式。风机吊装操作须采用两端安装螺栓的专业吊架进行操作。风机接线的设计很严格，接地线保证牢靠的连接，并保持与主接地回路的连通。安装风机启动柜时要注意防潮，最好选用铜端子作为露接线端子。安装风机控制柜来完成对风机运作的本地人工操控，风机控制柜的控制信号采取就近原则，由距离最近的区域控制器来控制。

2.2 轴流风机的安装

轴流风机的安装应按照有关机械安装规范来进行。安装前应做好全面、必要的检查工作， 包括检查设备的种类、型号与规格等，仔细查看质量安全与合格证书。另一方面对安装的基础设施进行检查，包括混凝土质量、地脚螺栓的安装的位置和数量等。轴流风流机的安装过程要按照技术规范标准进行，并配合技术管理和监制进行指导和操控。所有的用电设施和控制柜要做好接地及防腐工作，以保障施工安全性。风机安装完成后，要进行完工检查，设备安装的位置、零件的紧密度、电气设施以及接地回路的装置都要进行排查。

3 风机配电

由于隧道内空气潮湿，所以风机配电的启动设备安装在变电所内。采用放射式的方法，直射每台射流风机。隧道电缆应设置在隧道行车方向左侧电缆沟支架上。洞内利用机电工程设置的各种钢筋、钢管形成一个自然接地网，但应注意接地点要做好防腐处理。

根据隧道中的行驶车流量及交通状况，适当调整通风量及启动风机的频次和时长，一般原则是在充分保证隧道内卫生标准情况下，尽量节约成本，做到节能环保。风机启动的频率也不能过于频繁，否则会影响风机正常使用寿命，另外还要注意平衡各个风机的劳逸程度。根据空气浓度、可见度值的检测，最接近该检测器的风机会先启动。

4 实施中的安全保障措施

在安装通风系统装置前要对设备、装置进行安全检查，检查设备及配套设施的规格、种类，零件或设施的精密度；在作业过程中要注意施工人员的安全，戴头盔、安全带、眼罩等防护道具；项目施工承包人也要拟定相关合同，保障工作人员安全；要制定具体、全面的安全施工措施；对施工过程中出现的突发情况或突发事件都要做好防范及救助措施；工程完工后，还要对装置的位置、规格及数量进行确认和检查，做好日后长期的安全防范工作。

5 应用与实践

高速公路隧道通风系统的设计和实施应用中，都要从每一路段的实际情况出发，根据高速公路的地理位置、地形地貌等情况，采取纵向送排通风方式、竖井通风方式或者综合方案，进行分段、分时长通风操作。然后按照科学、安全、先进、经济、环保的原则确定风机安装和操控部署。例如云中山隧道，它位于沂州至保德高速公路路段，是一项全长5565m 的特长隧道。云中山隧道采用的是分段纵向送排式通风方式，在隧道中设立竖井，将隧道分成两段进行通风。整个系统包括38 台射流风机，4 台轴流风机以及启动柜等配套设施。云中山隧道在设计和实施方面，都始终保持科学性、安全性及环保性，后期检查与故障排除工作讴做得非常好，是我国高速公路隧道通风系统建设的一个典型的成功案例。以满足隧道内通风、卫生标准和运营通常为基本标准，进行风机布置和操作方案。江肇高速公路中的毛毡岭隧道达到了很理想的通风效果。毛毡岭隧道长4780m，它的左洞以上坡为主，该隧道在完成日常车辆造成有害气体的疏散工作下，还特别注意防灾通风。因其下洞以下坡为主，稀释洞内的有害气体粉尘、再不间断地换新风除异味。在满足了隧道通风的基本要求下，利用地形、地势特点增强通风效果，能为车辆驾驶员提供更好的驾车环境和驾车条件，排除行驶过程中的障碍因素，就会减少交通事故的发生。

6 结论

高速公路隧道通风系统的设计和实施是一个复杂的过程，需要全方面的研讨和全方位的合作进行。高速公路隧道通风是我国高速公路运营和监管的一项重要任务。切实做好隧道通风工作，为大家提供更好的行车条件，保障行车安全，，可以更好地排除交通隐患，减少交通事故的发生。这对国家高速公路的建设具有重大的意义。

[1]李智荣.高速公路隧道通风工程机电系统风机设计及管理[J]，2012(3).