公路隧道通风设计细则.docx
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公路隧道通风设计细则
公路隧道通风设计细则
中华人民共和国行业推荐性标准
（报批稿）
公路隧道通风设计细则
主编单位:
批准部门:
实施日期:
年XX月XX日
II
前言
根据交通部交公路发〔2007〕378号《关于下达2007年度公路工程标准制修订项目计划的通知》，由招商局重庆交通科研设计院有限公司承担《公路隧道通风、照明设计细则》的编制工作。
《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）自2000年6月1日发布实施以来，作为交通行业公路隧道通风设计有关的首部专业规范，对保障我国公路隧道运营安全、推进公路隧道通风科技进步和规范设计行为均起到了重要作用。
随着我国近十余年来公路隧道规模的扩大、公路隧道种类的增多，公路隧道建设与运营管理积累了较多经验;同时，汽车工业技术进步使得其污染物排放总体呈下降趋势;通风有关技术与产品性能得到提升。
本细则是在总结近年来工程实践经验和科研成果的基础上进行编制，综合考虑了我国公路隧道运营通风技术发展趋势和隧道建设现状，积极采纳了新理论、新技术和新方法，并借鉴了国外公路隧道通风的成功经验和先进技术，对《公路隧道交通工程设计规范》（JTG/TD71—2004）及《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1—1999）中涉及公路隧道通风的相关要求进行了全面修订和扩充，经批准后以《公路隧道通风设计细则》（JTG/TDXX-2014）颁布实施。
本细则由12章和4个附录构成，即1总则、2术语和符号、3通风规划与调查、4通风方式、5通风标准、6需风量、7通风计算、8风道、9风机房与通风井、10隧道火灾防烟与排烟、11风机的选型与布置、12通风控制设计原则、附录A壁面摩阻损失系数、附录B弯曲与折曲风道压力损失系数、附录C隧道与风道的其他压力损失系数、附录D流体力学中常用单位及单位换算。
与《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）相比较，本次编制在通风标准、通风方式、通风计算参数等方面有修改完善;补充完善了通风规划与调查、隧道火灾防烟与排烟、风道、风机房与通风井、风机选型与布置等方面内容。
主编单位:
参编单位:
I
主编:
主要参编人员:
II
目次
目次
1总则................................................................12术语和符号...................................................6
2.1术语.............................................................62.2符号.............................................................83通风规划与调查...............................................10
3.1通风规划........................................................103.2通风调查........................................................153.3交通量..........................................................184通风方式....................................................22
4.1通风方式的选择..................................................224.2隧道通风要求....................................................265通风标准....................................................30
5.1一般规定........................................................305.2烟尘设计浓度....................................................315.3一氧化碳（CO）和二氧化氮（NO）设计浓度..........................332
5.4换气要求........................................................366需风量......................................................38
6.1一般规定........................................................386.2稀释烟尘需风量..................................................396.3稀释CO需风量...................................................426.4隧道换气需风量..................................................467通风计算....................................................47
7.1一般规定........................................................477.2隧道自然通风力..................................................497.3隧道交通通风力..................................................517.4隧道通风阻力....................................................547.5全射流纵向通风方式..............................................54
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公路隧道通风设计细则（JTG/TDXX-2014）
7.6集中送入式纵向通风方式..........................................567.7通风井排出式纵向通风方式........................................587.8通风井送排式纵向通风方式........................................647.9吸尘式纵向通风方式..............................................717.10全横向和半横向通风方式.........................................738风道........................................................80
8.1一般规定........................................................808.2主风道..........................................................828.3连接风道........................................................858.4送风孔与排风孔..................................................858.5送风口与排风口..................................................878.6风阀............................................................889风机房与通风井...............................................90
9.1一般规定........................................................909.2地表风机房......................................................909.3地下风机房......................................................929.4通风井..........................................................949.5通风塔..........................................................9610隧道火灾防烟与排烟.........................................100
10.1一般规定......................................................10010.2隧道火灾排烟..................................................10310.3隧道排烟风机..................................................10810.4逃生通道、避难所的防烟........................................10910.5隧道内附属用房的防烟与排烟....................................11011风机的选型与布置...........................................111
11.1一般规定......................................................11111.2射流风机的选型与布置..........................................11111.3轴流风机的选型、布置与风量调节................................116
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目次
12通风控制设计原则...........................................120
12.1一般要求......................................................12012.2隧道火灾工况下的防烟与排烟控制................................121
124附录A沿程阻力系数............................................附录B弯曲与折曲风道压力损失系数...............................125
附录C隧道与风道的其他压力损失系数.............................131
附录D流体力学中常用单位及单位换算.............................136
本细则用词用语说明.............................................138
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总则
1总则
1.0.1为贯彻国家技术经济政策，统一公路隧道通风设计标准，指导公路隧道通风设计符合科学合理、经济安全、利用高效的原则，为隧道运营提供通风技术依据，制定本细则。
条文说明
十余年来我国公路隧道建设规模扩大,公路隧道建设与运营积累了较多经验,相关技术也得到提升,同时,汽车工业技术的进步使得其污染物排放总体呈下降趋势,通风有关产品的性能较过去也有所改进。
因此,需要针对通风技术进步、汽车工业技术现状等制订适宜的设计标准。
1.0.2本细则适用于高速公路、一、二、三、四级公路的新建和改建山岭隧道。
条文说明
本细则是以各等级山岭公路隧道为主要对象进行编制。
其他隧道如水下隧道、城市隧道与山岭隧道在通风方式、通风计算等方面无根本区别,主要区别在于通风标准不同。
1.0.3公路隧道通风应纳入隧道总体设计。
条文说明
隧道通风是隧道总体设计的重要组成部分,与隧道长度、纵坡等密切相关,隧道长度增加、纵坡增大会导致通风系统规模增大,运营养护费用相应增加。
长、特长隧道
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公路隧道通风设计细则（JTG/TDXX-2014）
涉及的风机房、通风井的设置与隧道地形、地质条件相关,选址不当会使建设费用大幅增加。
因此,通风设计应纳入总体设计,由路线、结构、地质、通风等多专业工程师共同进行方案比选,使工程总体造价与风险最小化,并降低后期运营费用。
1.0.4公路隧道通风设计应根据公路等级、隧道长度、设计速度、设计交通量、车道数、平纵线形、地形地质、隧道海拔高程、隧址区域自然条件等因素进行技术经济综合比较，确定合理的通风方案。
1.0.5公路隧道通风设计小时交通量应为绝对车型设计高峰小时交通量。
条文说明
交通量及其交通组成是隧道通风设计重要的基础数据之一。
根据《公路工程技术标准》,JTGB01,有关条款,各级公路的适应交通量是将不同车型的汽车折合成标准小客车的年平均日交通量,单位为pcu/d,项目可行性研究报告提出的各级公路设计,预测,交通量也是将不同车型的汽车折合成标准小客车的年平均日交通量。
但对于同一车型,汽油车、柴油车的有害气体排放量是不一样的,对于发动机类型相同的汽车,重型车、大型车和小型车的有害气体排放量也不一样。
由此,即使标准小客车的年平均日交通量,pcu/d,相等,但其交通组成不一样时,有害气体排放总量也不相等。
同时,实际运营中每天通过隧道的交通量在24h内的分布是不均衡的。
因此,进行通风设计时应根据《公路工程技术标准》“各汽车代表车型与车辆折算系数”及设计项目的交通组成,将标准小客车交通量换算成绝对车型设计高峰小时交通量。
1.0.6公路隧道通风设计应分别针对正常交通工况和火灾、交通阻滞等异常交通工况进行设计。
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总则
条文说明
由于公路隧道是封闭的行车环境,其救援及疏散较困难,当隧道发生火灾时需要通风系统控制烟气的流动,保证救援及安全疏散,所以通风系统除满足正常交通工况运营需求外其配置的通风设施也要满足防灾排烟的需求。
异常交通工况不仅包括火灾、交通阻滞工况,还包括运营养护维修、检修、施工等需通风的工况。
1.0.7公路隧道通风设计应统筹规划，一次设计;通风设施可根据预测交通量变化分期实施。
条文说明
隧道通风分期实施的目的是在保证安全的前提下,节省初期投资和实现运营节能。
当近远期交通量相差较大且近远期通风设施规模差别也较大时,如通风设施按远期规模一次实施必然会造成初期投资增加、部分通风设施的长期闲置,以及近期养护费用增加,同时,长期闲置的设施到远期需要使用时,可能难以正常使用,造成浪费。
因此,通风系统可根据近远期预测交通量进行一次设计、分期实施。
通常通风系统可根据近远期交通量分两期实施。
根据《公路工程技术标准》,JTGB01,有关规定,高速公路和具干线功能的一级公路隧道通风设计分期可按10年为界划分,具集散功能的一级公路以及二、三级公路隧道可按7年为界划分,四级公路根据实际情况确定。
1.0.8隧道洞口或通风井口有环境保护要求时，日常有害气体排放应符合环境保护的有关规定。
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公路隧道通风设计细则（JTG/TDXX-2014）
条文说明
本细则仅针对洞内运营环境提出相关通风标准,未涉及洞外环境空气质量标准,如隧道穿越环境敏感区,隧道内有害气体排放可能影响附近的空气质量,其有害气体浓度和扩散范围应符合当地的环境保护规定,必要时采取相应的处治措施,例如,,1,洞内污染空气集中高空排放,
2,通过加大洞内通风量来降低洞内排出有害气体浓度,
3,有害气体的净化处理,如静电吸尘装置、土壤净化装置等。
1.0.9公路隧道通风设计应提出不同交通状态、不同运营工况下的通风设施运行方案。
条文说明
隧道通风设施是按最不利工况进行配置,不分工况运行通风设施必然会造成能耗增加或引起安全隐患。
隧道通风设施的运行方案与交通量大小、交通状态,正常交通、阻滞交通、火灾、养护维修等,密切相关,一天中的不同时间段、一年中的不同月份或季节等的交通量及交通状态存在差异。
为给隧道通风控制系统设计、运营管理提供依据,故作出此规定。
1.0.10公路隧道通风设计应积极稳妥地采用新理论、新技术、新材料、新设备。
条文说明
公路隧道通风设施通常功率较大、运行能耗较高。
积极采用新理论、新技术、新材料、新设备,可以提高通风效率及通风质量、节约投资及运营费用。
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总则
1.0.11公路隧道通风设计除应符合本细则的规定外，尚应符合国家和行业现行有关标准的规定。
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公路隧道通风设计细则（JTG/TDXX-2014）
2术语和符号
2.1术语
2.1.1一氧化碳设计浓度carbonmonoxideconcentration
隧道单位体积被污染空气中含有一氧化碳（CO）的体积，用体积浓度计量。
2.1.2烟尘设计浓度exhaust/smokeconcentration
烟尘对空气的污染程度，通过测定污染空气中100m距离的烟尘光线透过率来确定，表示洞内能见度的指标，也称消光系数。
2.1.3需风量requestedairvolume
按保证隧道安全运营要求的环境指标，根据隧道条件计算确定需要的新鲜空气量。
2.1.4设计风量designedairvolume
以计算得到的隧道需风量为基础，满足运营要求，进行风机配置后达到的通风量。
2.1.5设计风速designedwindspeed
根据设计风量Q计算得到的空气在隧道内沿隧道轴向流动的速度。
r
2.1.6风压airpressure
分为静压、动压、全压。
作用于各个方向上压强相等的空气压力称为静压;空气以某一速度流动时所产生的压力称为动压;任一测点处静压和动压之和称为全压。
本细则所提及静压和全压是指隧道或风机的相对静压和相对全压。
2.1.7纵向通风longitudinalventilation
通风气流在行车空间沿隧道轴线方向（纵向）的流动。
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术语和符号
2.1.8半横向通风semi-transverseventilation
通风气流在行车空间沿垂直于隧道轴线方向（横向）进入（或排出）、沿隧道轴线方向（纵向）排出（或进入）的流动。
2.1.9全横向通风transverseventilation
通风气流在行车空间沿垂直于隧道轴线方向（横向）的流动。
2.1.10通风井ventilationshaft
为公路隧道运营通风而设置的，包含竖井、斜井和平行导洞三种类型。
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公路隧道通风设计细则（JTG/TDXX-2014）
2.2符号
A——隧道净空断面积;r
D——隧道断面当量直径;r
f——车况系数;a
f——海拔高度系数;h
f——纵坡-车速系数;iv
f——车型系数;m
H——隧道内净空高度;K——烟尘设计浓度;L——隧道长度;N——设计小时交通量;n——隧道内车辆数;C
n——柴油车车型类别数;D
n——隧道内与设计风速v同向的车辆数;+rn——隧道内与设计风速v反向的车辆数;-rP——隧址大气压;P——标准大气压;0
P——风机环境大气压;1
ΔP——通风系统需要的压力;
ΔP——送风口升压力;b
ΔP——风道通风阻力;d
ΔP——排风口升压力;e
ΔP——自然风阻力;m
ΔP——射流风机升压力;j
ΔP——隧道内通风阻力;r
ΔP——交通通风力;t
ΔP——隧道内沿程摩擦阻力;λ
ΔP——隧道内局部阻力;ζi
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术语和符号
Q——隧道一氧化碳（CO）排放量;co
Q——排风量;e
Q——隧道设计风量;r
Q——隧道需风量;reqQ——隧道稀释一氧化碳（CO）的需风量;（）reqCOQ——隧道稀释烟尘的需风量;（）reqVIQ——火灾排烟需风量;（）reqfQ——隧道换气需风量;（）reqacQ——短道设计风量;s
Q——隧道烟尘排放量;VI
q——一氧化碳基准排放量;co
q——烟尘基准排放量;VI
r——大型车比例;l
r——柴油车比例;d
S——轴流风机全压输入功率;kw
S——轴流风机全压输出功率;th
v——临界风速;c
v——自然风作用引起的洞内风速;n
v——隧道设计风速;r
v——设计速度;t
v——隧道换气风速;ac
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公路隧道通风设计细则（JTG/TDXX-2014）
3通风规划与调查
3.1通风规划
3.1.1公路隧道通风应结合路线平面、纵断面、隧道断面形式、工程分期建设情况、防灾救援与运营管理等进行整体规划。
条文说明
路线纵断面设置会影响隧道需风量的大小、通风系统设置规模,尤其对于需要设置通风井的特长隧道,路线平面位置所在的地形、地貌、地质情况影响通风系统设置的合理性。
因此,隧道通风的规划应考虑路线平面及纵断面形式。
对于分期修建的隧道,结合交通量的变化和交通方式的调整做好由单洞双向交通向双洞单向交通转换的通风整体规划。
隧道运营管理模式、防灾救援方案与通风方案的选择密切相关,因此,在通风设计阶段需规划三者之间的衔接与协调。
因此,通风设计应根据工程建设情况进行整体规划,以确保通风系统规模的合理性。
3.1.2公路隧道通风设计应按下列步骤实施:
1应收集隧道所在路段平面、纵断面、隧道地形、地物、地质等路线资料。
2应收集隧道所在路段的公路等级、隧道断面、交通量、所在区域的气象和环境条件，以及隧址区域的环保要求等技术资料。
3应根据收集的资料进行隧道需风量的初步计算及通风方案比选;当因路线方案使各通风方案均不满足运营安全、经济、环保要求时，则应重新论证路线方案、隧道长度、纵坡等。
4应根据比选确定的通风方案详细计算需风量，确定设计风量;并详细计算通风系统阻力。
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通风规划与调查
5应根据通风系统阻力详细计算风机风压、风量、功率等进行风机选型及配置。
6通风设备安装前，应针对隧道土建施工、通风设备参数变更情况复核通风系统是否满足隧道运营需求。
条文说明
通风设计的一般流程如图3-1所示,各步骤之
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