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摘要:隧道是我国公路体系的重要环节,通过在地下修筑可供人员或者车辆运行的通道,从而有效的防止由于交通不良而引起的堵塞现象。虽然公路隧道体系能够有效的缓解交通的压力,但是同时也会带来一定程度的危险因素。例如空气方面,车辆通过隧道时所排出的废气中就会含有多种有害气物资,如:一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物、亚硫酸气体以及烟雾粉尘等,都会在较大程度上对隧道内的空气质量造成污染。所以,为避免由于隧道内空气质量的问题而给过往车辆和行人造成影响和不便,就有必要从隧道的通风方式入手,使用通风的方式将隧道内受到污染的空气进行排除,并保持空气流通,从而有效的避免问题的产生。本文对公路隧道常见的通风方式进行探析,并比较各方式的优缺点,旨在为今后的公路隧道工程通风方式的选取提供帮助。
关键字:公路;隧道;通风方式
引言:公路隧道内部空气的质量和流通的性能是保持车辆以及人员运行安全的基本保障,而对应的通风方式则是保障隧道内空气流动和质量的重要环节。一般来说,在公路隧道的施工过程中,除了注重公路隧道本身的质量外,对通风方式的选取也同样重要。而且,也只有最恰当的通风方式才能有效的保证空气的流通以及车辆行驶的安全性。同时,随着科技水平的提升,公路隧道通风方式的种类也越来越多,如若在选择时选用不合适的通风方式,不仅不会对公路隧道的通风提供帮助,甚至还会在一定程度上造成污染空气汇聚的现象,从而对车辆和人员的安全造成影响。
一、公路隧道常见的通风方式
通过对公路隧道工程中通风方式的分析来看,常用的通风方式大致有两种,即:自然通风、机械通风。自然通风的方式相对容易理解,就是不采用任何强制性的通风手段仍旧能够使隧道内部空气处于流通的状态,并有效的避免受到污染的空气在隧道内部产生聚集的情况。而机械通风,则是人为在公路隧道的基础上建立的通风手段,从而人为的制造出空气流通的状态。
1、自然通风
准确的说,自然通风就是全部凭借着车辆的运行以及自然风的基础上实现的通风作用,使隧道内部的空气能够处于流动的状态,从而在避免污染空气产生汇集的同时对车辆的运行安全造成影响。但是相对来说,自然通风在具体的施工过程中会存在着较多的限制性,在特殊情况下的通风效果也不尽如人意。在具体的应用过程中,若是隧道内的车辆运行方向与自然风向相同时,隧道内的空气受车辆运行以及自然风向的影响,从而使空气的流通状态加快,使有害气体排出的时间减少。而若是自然风向与车辆行驶的方向相反,虽然也能够起到通风的效果。但是有害气体排出的时间会相对较长,仍然会对行驶中的车辆造成一定程度的影响。此外,由于公路隧道存在的单向交通和双向交通两种运行状态,后者采用自然通风的效果收效甚微,而相对来说,自然通风对单向交通的影响会比较小,可以通过对气象风向的观察,准确的判断出自然通风的实际效果。[1]
2、机械通风
相较于自然通风而言,机械通风的种类相对较多,在具体的应用中也可以根据对应的效果进行选取。如:纵向式、半横向式、横向式以及混合式等。
2.1、纵向式
2.1.1、射流式纵向通风
射流式纵向通风是纵向通风方式的一种,也就是在隧道的一个进口将空气直接引入,将受到污染的空气或者有害气体从另一个隧道口排除。在具体的安装过程中,将射流式风机设置在隧道的吊顶部分,使隧道内部的空气吸入,并以30m/s的速度将受到污染的空气向一个方向吹出射流,从而在导致隧道内部升压的同时使空气流速增加,并实现空气流动通风的目的。[2]
2.1.2、竖井式纵向通风
公路隧道的长度一般会根据实际需求而进行设计,而射流式纵向通风方式所需要的动力则与隧道的长度成正比。所以,在实际应用中,公路较长的隧道一般都会采用竖井纵向通风。在隧道工程中,竖井的作用类似于古代房屋建筑中的烟囱,使隧道内部受到污染的空气通过“烟囱”流出,隧道两端则成为新鲜空气的入口处,从而有效的实现通风的效果。
3、横向式通风
横向式通风隧道断面被分为送风道、排风道和行车道三部分。新鲜风由风机送入送风道,经送风孔进入行车道,与污染空气混合后,横穿隧道,经排风孔进入排风道,最后由风机排出。在公路隧道的施工过程中,根据横向式通风的需求而设计对应的送风口和排风口。在具体的使用过程中,受到污染的空气以及有害物质会成为静止的状态,并均匀分布在隧道的内部。所以,采用横向通风的方式能够有效的对污染空气进行处理,利用在施工环节所设立送风口与排风口的分布,并将其应用于通风的环节,从而有效的将受到污染的空气以及有害物质进行排出。
4、半横向式通风
半横向式通风只需设置一个送风道或排风道,隧道断面被分成送风道(排风道)和行车道两部分。半横向式通风是将隧道外的新鲜空气由隧道内的送风孔吹向行车道,从而有效的将有害物质和受到污染的空气进行稀释,并避免受到污染的空气以及有害物质在隧道内部上空产生汇聚。在具体的应用中,被稀释过的污染空气和有害物质能够有效的从两端的隧道口进行排除,从而实现采用半横向式通风的效果。
5、混合式通风
混合通风方式的采用一般都会根据公路隧道的实际需求与特殊需要进行,即公路隧道的长度、宽度、单双向以及需求,将纵向式、横向式通风、半横向式通风等方式进行组合,从而在形成全新通风方式的同时达到良好通风效果的目的。
二、各通风方式的优缺点
根据对部分公路隧道的分析情况以及资料显示的情况来来看,能够准确的看出各个通风方式应用于公路隧道的优点和缺点。
1、自然通风方式的优缺点
自然通风方式对于自然风向以及车辆运行的方向相对比较严格,也会是直接影响通风效果的关键因素。准确的说,采用自然通风的方式由于主要的动力以及作用的来源是自然风以及车辆的运行状态,所以就在最大限度上避免了在公路隧道通风环节上的资金支出,从而达到了节省资金的目的。但是相对的缺点则比较明显,若是自然风出现相反的方向,就会直接影响通风的实际效果。
2、纵向通风方式的优缺点
射流式纵向通风方式的优点是通风的效果明显,在具体的使用过程中能够明显的感受空气的流动。同时,缺点也相对明显,虽然效果显著,但是在使用时存在较大的噪音。而竖井式纵向通风方式虽然不会产生较大的噪音,但是在通风效果上却存在相对的被动性,无法主动的进行通风。
3、横向式通风方式的优缺点
横向式通风方式的优点是能够准确的对受到污染的空气和有害物质进行控制,并使其能够有效的排出隧道内。而对应的缺点,则是在施工环节上会增加建设的费用以及运营的费用。
4、半横向式通风方式的优缺点
相较于横向式通风方式而言,半横向式通风方式能够在一定程度上节省建设的费用以及运营的费用,在横向式通风方式上减少一道工序,取消排风道的设置,从而在实现通风效果的同时降低资金的投入。而对应的缺点,与横向式通风方式相比,通风的效果会略有不及。[3]
结束语
总的来说,在公路隧道设计时,隧道的通风方式是必须要注意的问题,需根据隧道的实际情况而选择相适应的通风方式。而且,在对通风方式进行选取时,不仅需考虑隧道的实际需求,而且需对各种备选通风方式的经济性和效果进行考虑,从而选择出适用于隧道的最佳通风方式。
参考文献:
[1]金烨.高速公路中的山岭隧道通风探析[J].科技致富向导,2012(3):231-231.
[2]邱炎斌.试论高速公路隧道通风技术现状及发展[J].科研,2016(12):00124-00124.
[3]肖尧.特长公路隧道通风方式探讨[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2014,31(8):97-100.