高速公路隧道通风控制系统研究

王江丽 罗绍存

摘要：就像大家所了解的那样，通风控制系统在高速公路建设中扮演着非常重要的角色，特别对于公路隧道来说，通风控制系统更是不可缺少。高速公路隧道通风控制系统的应用主要是为了控制有害气体和粉尘浓度，通过借助传感器的参数参考，警惕有害气体和粉尘浓度的超标流入，使其尽可能的达到最小污染，以达到节能和道路安全目的。本文重点阐述了高速公路隧道通风控制系统的通风方式和控制方案概况，希望能为相关人员和工作提供参考。

关键词：高速公路；通风控制系统；研究

引言

隧道通风系统在现今的高速公路建设工程之中占据着非常重要的地位。并且目前我国由于科技的飞速发展带来了高速公路的进步，隧道通风系统的开发也是由于科技的发展带来了进步契机。总的来说高速公路隧道周围空间有非常大的封闭性，不易通风，并且一旦车流量超过一般范围时，就很容易隐藏空气不安全因素，因此，高速公路隧道通风控制系统的研究是相当必要的，有很强的实用性。

1研究隧道通风系统的重要性

高速公路的隧道空间一般都相对活动区域较小，具有狭隘性和闭塞性，所以大量车辆在通过隧道时产生的大量尾气如果不能得到及时的扩散，就很容易因空气中一氧化碳浓度的不断增加而导致空气中的有毒气体和污染物质带来不利影响，一是容易造成隧道中行驶人员以及乘车人员带来有毒物体的侵害，二是由于空气中混合物质和灰尘的不断增多，出现安全行车的隐患之一，即大气能见度的降低，这对行驶车辆和人员来说都是非常危险的。最严重的情况是在发生火灾或者其他紧急事故时，如果通风系统不够完备，更容易造成难以想象的后果。由于以上种种的出现，才使得隧道通风系统在高速公路建设工程中显得更加举足轻重。高速公路隧道通风控制系统，主要是通过在隧道空气质量低于设定标准时通风设备的自动运行来实现危险报警和有害气体的疏散，直至空气中的质量和烟雾浓度达到一定的标准之后完成风机工作。这种控制系统的运用不仅仅能够保障隧道内空气质量的及时调适，还能够有效保障高速公路隧道行车安全和人员安全，是高速公路运行和管理的一种值得借鉴的方式。

2发展概况

我国由于国情和其他因素的影响，公路隧道建设的起步和研究都要晚于其他一些国家，例如日本和欧美国家。我国的公路隧道模拟通风实验研究开始于1994年，主要完成了公路隧道的纵向通风实验；1999年取得了理论上的一些突破，也就是在简介学习国外经验和我国的相关实验基础上，由重庆公路科研设计院支持和主张出版了《公路隧道通风照明设计规范JTJ026.1—1999》这部参考文献。当然，借助国外先进技术的学习和我国自助技术的研究，此时也涌现了一大批学者和实践者，例如后来颇有成果的长安大学的赵峰对三种通风方式计算公式的研究，还有湖南大学孙一坚等学者对研究成果的一些模拟试验等都是对公里隧道通风技术的一种重视和发展的体现。

3公路隧道通风方式

对公路隧道的通风方式起决定性因素的是隧道自身的特点，由于隧道建设的地理位置和地理环境的区别，隧道通风方式随之区别。当然，各种公路隧道通风方式都有各自的优点和缺点，我们需要正确的看待各通风方式的优缺点，我应该考虑隧道通风方式安全性、经济性、建设施工可行性和周围环境的适应性等等来选择合理的通风方式。这里要介绍的公路隧道通风方式主要有自然通风和机械通风两种类型，机械通风又由纵向通风、横向通风和半横向通风三种通风方式构成。

3.1自然通风方式

自然通风方式区别于其它的通风方式的主要特征是它不用设置专门的通风设备，主要利用车进隧道口时形成的自然压力差和汽车行驶时的活塞作用来实现自然而然式的通风，也就是借助交通风力的作用来实现通风的目的。这种通风方式带来的交通风力作用非常大，通风能力也足够强大，所以不用担心隧道长度的影响。但是这种通风方式的缺点在于一般适用于单向公路隧道，在双向交通隧道中可能会形成相互抵消的作用力的情形，另外可能会由于隧道内气流不稳定的现实环境导致有害物质不能及时得到有效控制。

3.2纵向通风方式

纵向通风方式，它主要是机械通风方式的一种，也就是要使用通风设备。这种方式采用的事"一进一出"原则，也就是当一个洞口引进新鲜空气时，另一端洞口就会排出污染空气。纵向通风有几种类型，包括竖井式、射流式、喷嘴式和風道式等。纵向通风方式主要的优点在于这种通风方式建设工程所需的成本比其他工程低，具有极大的经济性。另外，这种通风方式能够适用地质条件相对较差的环境，尽管隧道施工困难，这种方式也能够较好的克服，并且节省工程造价。

3.3横向式通风方式

横向通风方式主要是设置了送风道和排风道，是的，公路隧道内的风在横断面方向流动，从而达到使隧道内有害气体的浓度沿隧道延伸方向流动，并且均匀分布。这样不仅缩短了有害物质排出的路程，还避免了隧道内空气的纵向流动，从而提高了防火排烟的效果。但是这种通风方式一般来说建设费用和运营的成本相对较高，有一定的选择限制。

4隧道通风控制方案

隧道通风控制方案的形成主要是隧道通风控制程序在进行通风方案选择时需要用到的一些有效文件，这些控制方案在隧道通风管理计算机中运行，不同工作情况下通风机的启动和停止指令不同，这就需要这些预案来实现监测通风控制的指令目的。隧道通风控制程序的使用原理是通过对环境监测器中获取的一氧化碳浓度和交通流量等数据实现对风机运行时间和开设台数的控制，这样不仅仅能够使隧道运行环境的安全得到保障，还节约了隧道通风控制运行成本，延长了风机使用寿命。

4.1根据隧道内环境参数定制控制方案

环境参数设定主要有两个数据节点，就是一氧化碳浓度在150ppm和300ppm，当隧道内一氧化碳浓度在前者范围之内时建议不启动风机；当隧道内一氧化碳浓度在两者之间时则需要工作人员协助检查周围实际情况，来确定开设风机的台数和相关位置风机的开设；当隧道内一氧化碳浓度超过后者并且达到一定持续时间时，则需要控制软件发出警告和监控人员根据实际情况启动风机。

4.2小交通流工况下通风控制方案

这种通风控制方案的实施时间为隧道内各项交通数据和环境参数都在正常范围之内时，则通过有规律性的管理风机来实现风机的运行功能，例如定期的启动开机和定期的核查维修，并将有关数据进行记录备份，以此来避免长期不使用风机造成的内部机械故障的出现。

4.3火灾工况下通风控制方案

这种方案主要适用于特殊情况下的通风需要，在发生火灾时能够及时防火排烟，确保有害物质的流动不至于造成重大危害，控制火势的蔓延，以此来形成一套完整的隧道火灾发生时的通风预案，减小由于通风不畅造成火灾危害增大的风险。

5结语

总而言之，公路隧道通风控制系统的研究要一直在进行，虽然过程可能比较复杂和困难，但是我们必须作出更大的努力来切实保障公路隧道的行车安全，尽可能的减少交通安全隐患，不断完善通风控制方案，以实现更大的实践价值。

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