[发明专利]一种特长公路隧道循环通风系统适用性判定方法

说明书

本发明公开了一种特长公路隧道循环通风系统适用性判定方法，包括如下步骤：1）计算稀释烟尘和CO所需的风量；2）计算环境比数X，3）计算纵坡比数Y，4）计算柴汽比数Z，5）计算需风量比数W，6）计算临界柴汽比数，7）确定环境比数、纵坡比数、柴汽比数、需风量比数和临界柴汽比数对可控循环通风的影响程度，并对循环通风系统适用性做出判定。本发明用于特长公路隧道通风系统优化，能避免隧道长度、断面尺度等有量纲数参数的繁琐计算，实现迅速快捷的可控循环通风实施预评估。

技术领域

本发明属于隧道防灾减灾技术领域，具体涉及一种特长公路隧道循环通风系统适用性判定方法。

背景技术

公路隧道是半陷或者浅埋的狭长空间，治理隧道内行驶的汽车所产生的烟尘等污染物，一直是业界关注的重要问题。一般采用机械通风的方法，稀释烟尘和CO等污染物，污风排至隧道外环境，并且属于直流式系统方案。长距离或者特长距离公路隧道的通风系统，必须配合通风竖井，才能满足隧道内的用风需求。特长隧道通风具体涉及竖井开挖、通风机、风道等因素的优化，是行业内的前沿问题。

目前，将外界新鲜空气引入隧道，稀释车辆排放的污染物，然后将污风排出洞外，这是能耗高的传统隧道通风。采用竖井分段送风，引入外界新鲜空气，稀释特长隧道内的污染物，并确保其浓度在安全值以内，最后，通过分段竖井排出污风；Kwa G S和夏永旭等实践了常用的竖井分段送排风隧道通风系统。对于隧道中行车形成的交通风，方磊和Wang等应用模型试验的方法，得出了送风口与隧道行车方向宜取6°，而排风口与隧道行车方向的夹角应不大于30°；继而，方磊等明确指出通风井送排式纵向通风系统一直存在土建费用及运行能耗大的问题。针对通风井工程造价高或者无设置条件的特长隧道，利用上下行线通风负荷不均匀特性，Berner等首次提出了双洞互补通风；利用模型实验和数值仿真，张光鹏验证和校核了设计参数，并把双洞互补式通风应用于锦屏隧道中；通过实验实测，王亚琼等深入研究了双洞互补式通风下的隧道内流场，进一步论证了该通风方式的可行性，并且一般情况下双洞互补通风方式适用于4km～7km的公路隧道。但是，特长隧道通风成本高和竖井开挖位置受地质、城市规划制约等问题，依然突出，并且用于特长公路隧道可控循环通风适用条件并不清楚。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种能够用于特长公路隧道可控循环通风系统的适用条件，迅速快捷实现特长公路隧道循环通风系统实施的预评估。

本发明采用的技术方案是：一种特长公路隧道循环通风系统适用性判定方法，所述的特长公路隧道循环通风系统包括循环风道、可调附属结构；可调附属结构包括或不包括与循环风道连通的排风竖井和送风竖井；所述的循环风道设置在隧道顶部，循环风道的两端分别通过循环风道引风段和循环风道引射段与隧道连通；所述的循环风道内设有除尘器；

包括如下步骤：

1)计算稀释烟尘和CO所需的风量；

2)为了反映隧址海拔高度、大气压力和气温对稀释污染物需风量的影响，计算环境比数X，其计算式为：

式中：f_h(VI)为烟尘排放海拔高度系数，f_h(CO)为CO排放海拔高度系数；p₀为标准大气压，取101.325kPa；p，隧址大气压；T₀为标准气温，取273K；T为隧址夏季气温；

3)为了反映隧道纵坡对稀释污染物需风量的影响，计算纵坡比数Y，其计算式为：

Y＝[f_iv(VI)]/[f_iv(CO)] (6)；

式中：f_iv(VI)为烟尘排放纵坡-车速系数，f_iv(CO)为CO排放纵坡-车速系数；