王江麗 羅紹存

摘要：就像大家所了解的那樣，通風(fēng)控制系統(tǒng)在高速公路建設(shè)中扮演著非常重要的角色，特別對(duì)于公路隧道來(lái)說(shuō)，通風(fēng)控制系統(tǒng)更是不可缺少。高速公路隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要是為了控制有害氣體和粉塵濃度，通過(guò)借助傳感器的參數(shù)參考，警惕有害氣體和粉塵濃度的超標(biāo)流入，使其盡可能的達(dá)到最小污染，以達(dá)到節(jié)能和道路安全目的。本文重點(diǎn)闡述了高速公路隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)的通風(fēng)方式和控制方案概況，希望能為相關(guān)人員和工作提供參考。

關(guān)鍵詞：高速公路；通風(fēng)控制系統(tǒng)；研究

引言

隧道通風(fēng)系統(tǒng)在現(xiàn)今的高速公路建設(shè)工程之中占據(jù)著非常重要的地位。并且目前我國(guó)由于科技的飛速發(fā)展帶來(lái)了高速公路的進(jìn)步，隧道通風(fēng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)也是由于科技的發(fā)展帶來(lái)了進(jìn)步契機(jī)?？偟膩?lái)說(shuō)高速公路隧道周圍空間有非常大的封閉性，不易通風(fēng)，并且一旦車流量超過(guò)一般范圍時(shí)，就很容易隱藏空氣不安全因素，因此，高速公路隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)的研究是相當(dāng)必要的，有很強(qiáng)的實(shí)用性。

1研究隧道通風(fēng)系統(tǒng)的重要性

高速公路的隧道空間一般都相對(duì)活動(dòng)區(qū)域較小，具有狹隘性和閉塞性，所以大量車輛在通過(guò)隧道時(shí)產(chǎn)生的大量尾氣如果不能得到及時(shí)的擴(kuò)散，就很容易因空氣中一氧化碳濃度的不斷增加而導(dǎo)致空氣中的有毒氣體和污染物質(zhì)帶來(lái)不利影響，一是容易造成隧道中行駛?cè)藛T以及乘車人員帶來(lái)有毒物體的侵害，二是由于空氣中混合物質(zhì)和灰塵的不斷增多，出現(xiàn)安全行車的隱患之一，即大氣能見(jiàn)度的降低，這對(duì)行駛車輛和人員來(lái)說(shuō)都是非常危險(xiǎn)的。最嚴(yán)重的情況是在發(fā)生火災(zāi)或者其他緊急事故時(shí)，如果通風(fēng)系統(tǒng)不夠完備，更容易造成難以想象的后果。由于以上種種的出現(xiàn)，才使得隧道通風(fēng)系統(tǒng)在高速公路建設(shè)工程中顯得更加舉足輕重。高速公路隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)，主要是通過(guò)在隧道空氣質(zhì)量低于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)通風(fēng)設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)報(bào)警和有害氣體的疏散，直至空氣中的質(zhì)量和煙霧濃度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)之后完成風(fēng)機(jī)工作。這種控制系統(tǒng)的運(yùn)用不僅僅能夠保障隧道內(nèi)空氣質(zhì)量的及時(shí)調(diào)適，還能夠有效保障高速公路隧道行車安全和人員安全，是高速公路運(yùn)行和管理的一種值得借鑒的方式。

2發(fā)展概況

我國(guó)由于國(guó)情和其他因素的影響，公路隧道建設(shè)的起步和研究都要晚于其他一些國(guó)家，例如日本和歐美國(guó)家。我國(guó)的公路隧道模擬通風(fēng)實(shí)驗(yàn)研究開(kāi)始于1994年，主要完成了公路隧道的縱向通風(fēng)實(shí)驗(yàn)；1999年取得了理論上的一些突破，也就是在簡(jiǎn)介學(xué)習(xí)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)和我國(guó)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，由重慶公路科研設(shè)計(jì)院支持和主張出版了《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ026.1—1999》這部參考文獻(xiàn)。當(dāng)然，借助國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí)和我國(guó)自助技術(shù)的研究，此時(shí)也涌現(xiàn)了一大批學(xué)者和實(shí)踐者，例如后來(lái)頗有成果的長(zhǎng)安大學(xué)的趙峰對(duì)三種通風(fēng)方式計(jì)算公式的研究，還有湖南大學(xué)孫一堅(jiān)等學(xué)者對(duì)研究成果的一些模擬試驗(yàn)等都是對(duì)公里隧道通風(fēng)技術(shù)的一種重視和發(fā)展的體現(xiàn)。

3公路隧道通風(fēng)方式

對(duì)公路隧道的通風(fēng)方式起決定性因素的是隧道自身的特點(diǎn)，由于隧道建設(shè)的地理位置和地理環(huán)境的區(qū)別，隧道通風(fēng)方式隨之區(qū)別。當(dāng)然，各種公路隧道通風(fēng)方式都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，我們需要正確的看待各通風(fēng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，我應(yīng)該考慮隧道通風(fēng)方式安全性、經(jīng)濟(jì)性、建設(shè)施工可行性和周圍環(huán)境的適應(yīng)性等等來(lái)選擇合理的通風(fēng)方式。這里要介紹的公路隧道通風(fēng)方式主要有自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種類型，機(jī)械通風(fēng)又由縱向通風(fēng)、橫向通風(fēng)和半橫向通風(fēng)三種通風(fēng)方式構(gòu)成。

3.1自然通風(fēng)方式

自然通風(fēng)方式區(qū)別于其它的通風(fēng)方式的主要特征是它不用設(shè)置專門的通風(fēng)設(shè)備，主要利用車進(jìn)隧道口時(shí)形成的自然壓力差和汽車行駛時(shí)的活塞作用來(lái)實(shí)現(xiàn)自然而然式的通風(fēng)，也就是借助交通風(fēng)力的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)通風(fēng)的目的。這種通風(fēng)方式帶來(lái)的交通風(fēng)力作用非常大，通風(fēng)能力也足夠強(qiáng)大，所以不用擔(dān)心隧道長(zhǎng)度的影響。但是這種通風(fēng)方式的缺點(diǎn)在于一般適用于單向公路隧道，在雙向交通隧道中可能會(huì)形成相互抵消的作用力的情形，另外可能會(huì)由于隧道內(nèi)氣流不穩(wěn)定的現(xiàn)實(shí)環(huán)境導(dǎo)致有害物質(zhì)不能及時(shí)得到有效控制。

3.2縱向通風(fēng)方式

縱向通風(fēng)方式，它主要是機(jī)械通風(fēng)方式的一種，也就是要使用通風(fēng)設(shè)備。這種方式采用的事"一進(jìn)一出"原則，也就是當(dāng)一個(gè)洞口引進(jìn)新鮮空氣時(shí)，另一端洞口就會(huì)排出污染空氣?？v向通風(fēng)有幾種類型，包括豎井式、射流式、噴嘴式和風(fēng)道式等。縱向通風(fēng)方式主要的優(yōu)點(diǎn)在于這種通風(fēng)方式建設(shè)工程所需的成本比其他工程低，具有極大的經(jīng)濟(jì)性。另外，這種通風(fēng)方式能夠適用地質(zhì)條件相對(duì)較差的環(huán)境，盡管隧道施工困難，這種方式也能夠較好的克服，并且節(jié)省工程造價(jià)。

3.3橫向式通風(fēng)方式

橫向通風(fēng)方式主要是設(shè)置了送風(fēng)道和排風(fēng)道，是的，公路隧道內(nèi)的風(fēng)在橫斷面方向流動(dòng)，從而達(dá)到使隧道內(nèi)有害氣體的濃度沿隧道延伸方向流動(dòng)，并且均勻分布。這樣不僅縮短了有害物質(zhì)排出的路程，還避免了隧道內(nèi)空氣的縱向流動(dòng)，從而提高了防火排煙的效果。但是這種通風(fēng)方式一般來(lái)說(shuō)建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)營(yíng)的成本相對(duì)較高，有一定的選擇限制。

4隧道通風(fēng)控制方案

隧道通風(fēng)控制方案的形成主要是隧道通風(fēng)控制程序在進(jìn)行通風(fēng)方案選擇時(shí)需要用到的一些有效文件，這些控制方案在隧道通風(fēng)管理計(jì)算機(jī)中運(yùn)行，不同工作情況下通風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)和停止指令不同，這就需要這些預(yù)案來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)通風(fēng)控制的指令目的。隧道通風(fēng)控制程序的使用原理是通過(guò)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)器中獲取的一氧化碳濃度和交通流量等數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間和開(kāi)設(shè)臺(tái)數(shù)的控制，這樣不僅僅能夠使隧道運(yùn)行環(huán)境的安全得到保障，還節(jié)約了隧道通風(fēng)控制運(yùn)行成本，延長(zhǎng)了風(fēng)機(jī)使用壽命。

4.1根據(jù)隧道內(nèi)環(huán)境參數(shù)定制控制方案

環(huán)境參數(shù)設(shè)定主要有兩個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，就是一氧化碳濃度在150ppm和300ppm，當(dāng)隧道內(nèi)一氧化碳濃度在前者范圍之內(nèi)時(shí)建議不啟動(dòng)風(fēng)機(jī)；當(dāng)隧道內(nèi)一氧化碳濃度在兩者之間時(shí)則需要工作人員協(xié)助檢查周圍實(shí)際情況，來(lái)確定開(kāi)設(shè)風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)和相關(guān)位置風(fēng)機(jī)的開(kāi)設(shè)；當(dāng)隧道內(nèi)一氧化碳濃度超過(guò)后者并且達(dá)到一定持續(xù)時(shí)間時(shí)，則需要控制軟件發(fā)出警告和監(jiān)控人員根據(jù)實(shí)際情況啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。

4.2小交通流工況下通風(fēng)控制方案

這種通風(fēng)控制方案的實(shí)施時(shí)間為隧道內(nèi)各項(xiàng)交通數(shù)據(jù)和環(huán)境參數(shù)都在正常范圍之內(nèi)時(shí)，則通過(guò)有規(guī)律性的管理風(fēng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行功能，例如定期的啟動(dòng)開(kāi)機(jī)和定期的核查維修，并將有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄備份，以此來(lái)避免長(zhǎng)期不使用風(fēng)機(jī)造成的內(nèi)部機(jī)械故障的出現(xiàn)。

4.3火災(zāi)工況下通風(fēng)控制方案

這種方案主要適用于特殊情況下的通風(fēng)需要，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠及時(shí)防火排煙，確保有害物質(zhì)的流動(dòng)不至于造成重大危害，控制火勢(shì)的蔓延，以此來(lái)形成一套完整的隧道火災(zāi)發(fā)生時(shí)的通風(fēng)預(yù)案，減小由于通風(fēng)不暢造成火災(zāi)危害增大的風(fēng)險(xiǎn)。

5結(jié)語(yǔ)

總而言之，公路隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)的研究要一直在進(jìn)行，雖然過(guò)程可能比較復(fù)雜和困難，但是我們必須作出更大的努力來(lái)切實(shí)保障公路隧道的行車安全，盡可能的減少交通安全隱患，不斷完善通風(fēng)控制方案，以實(shí)現(xiàn)更大的實(shí)踐價(jià)值。

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