Вентиляция

Для обеспечения эксплуатационной надежности автодорожные и городские тоннели необходимо оборудовать системами искусст­венной вентиляции, освещения и водоотвода, а также устрой­ствами, способствующими безопасности движения автомобилей. Необходимость применения тех или иных систем и устройств оп­ределяется длиной тоннеля, местом его расположения, интен­сивностью движения и другими факторами.

По действующим нормам автодорожные тоннели длиной до 150 м могут проветриваться естественным путем, тоннели длиной 150... 400 м при недостаточности естественного проветривания дол­жны оборудоваться искусственной вентиляцией, а тоннели дли­ной более 400 м — иметь принудительную искусственную венти­ляцию.

Искусственную вентиляцию устраивают также в городских транспортных тоннелях, длина закрытой части которых превы­шает 400 м при встречном движении и 700 м при одностороннем движении.

Применение искусственной вентиляции обусловлено необхо­димостью снижения до допустимой концентрации вредных газов, устранения задымления и запыленности воздуха, создания в тон­неле нормального температурного режима. Вентиляция должна также способствовать локализации возможных пожаров, а в райо­нах с суровыми климатическими условиями — предотвращению обледенения проезжей части, внутритоннельных конструкций и эксплуатационного оборудования.

Основной источник газовыделений в тоннелях — двигатели автомобилей, выделяющие различные газы и соединения, наибо­лее токсичные из которых оксид углерода СО, оксид азота N0^ углеводороды С_тН„ и сажа. Тепловыделения в тоннелях обуслов­лены автомобильными двигателями, вентиляторами, электродви­гателями, осветительными устройствами, а также находящимися в тоннеле людьми.

Искусственная вентиляция тоннелей осуществляется за счет воздухообмена путем подачи свежего воздуха, удаления загряз­ненного или одновременной подачей свежего и вытяжкой отра­ботавшего воздуха.

Расчет искусственной вентиляции сводится к определению рас­хода и давления подаваемого в тоннель воздуха, по которым вы­бирают вентиляционную установку.

Расход воздуха по газовыделениям определяют из условия сни­жения до допустимой концентрации оксида углерода СО. Требу­емый для проветривания 1 км тоннеля расход воздуха, м³/с, мож­но рассчитывать по формуле

₍₃₀₁₎

где #со — базовое значение эмиссии СО для одного автомобиля, мг/с авт; к_и к₂, к_ъ — коэффициенты, учитывающие скорость дви­жения автомобилей, высоту тоннеля над уровнем моря и уклон проезжей части тоннеля; А_со — предельно допустимая концент­рация СО в воздухе тоннеля, мг/м³; А^_о — фоновая концентрация СО в приточном воздухе, мг/м³.

В соответствии с действующими нормами А_со в тоннеле при безостановочном режиме движения транспортных средств состав­ляет от 21 до 60 мг/м³ в зависимости от времени нахождения авто­мобилей в тоннеле, а при замедленном режиме и транспортной пробке — 200 мг/м³.

Для проветривания автодорожных и городских тоннелей при­меняют продольную, поперечную или комбинированную систе­мы искусственной вентиляции. При этом подача и вытяжка возду­ха могут производиться через порталы (портальная схема), шахт­ные стволы (шахтная схема) или через порталы и шахтные ство­лы (портально-шахтная схема).

При продольной системе воздух подается и удаляется по всему сечению тоннеля со скоростью до 6 м/с (в особых случаях — до 10 м/с) вентиляторами, установленными у порталов (рис. 30.1, а). Такую систему целесообразно применять в тоннелях длиной не более 1 км (при портальной схеме) с односторонним движением транспорта.

Основные недостатки продольной системы — неравномерность проветривания по длине тоннеля, подверженность естественной тяге воздуха.

Наиболее эффективной является поперечная система вентиля­ции с подачей и вытяжкой воздуха по продольным каналам (со скоростью до 15...20 м/с), расположенным за пределами габарита приближения конструкций и оборудования (рис. 30.1, б). Воздух из приточного канала поступает со скоростью 3...5 м/с по попе­речным каналам высотой 7... 14 см и шириной 50...200 см, распо­ложенным через 4...6 м и удаляется через вытяжные отверстия в вентиляционной перегородке шириной 120...200 см и длиной 12...40 см. В тоннелях кругового поперечного сечения приточный

А-А

Рис. 30.1. Системы искусственной вентиляции автодорожных тоннелей:

а — продольная; б — поперечная; в — продольно-струйная; 1 — тоннель; 2 — шахтный ствол; 3 — вентиляционный киоск; 4 — направление движения возду­ха; 5 — вытяжной канал; 6 — приточный канал; 7 — струйные вентиляторы

и вытяжной каналы располагаются под проезжей частью и над ней, в тоннелях сводчатого очертания — над проезжей частью, а в прямоугольных тоннелях — сбоку от проезжей части.

Поперечная система является весьма дорогостоящей, однако обеспечивает равномерное проветривание; она не подвержена дей­ствию естественной тяги воздуха, способствует локализации воз­можных пожаров. Применение ее ограничено тоннелями длиной до 1,5... 1,6 км (при портальной схеме) с интенсивным движе­нием.

Получает распространение продольно-струйная система венти­ляции, при которой для интенсификации проветривания на сте­нах или потолке тоннеля через 50...80 м устанавливают реверсив­ные осевые вентиляторы, создающие высокоскоростной (до 30...40 м/с) поток воздуха, который возбуждает вторичный воз­душный поток в тоннеле (рис. 30.1, в). Применение такой систе­мы возможно в тоннелях длиной до 1,5...2 км и более (при пор­тальной схеме).

Существуют также комбинированные системы вентиляции: п о-лупоперечная — с подачей воздуха по каналу и вытяжкой по тоннелю и полупродольная — с подачей воздуха по тонне­лю и вытяжкой по каналу. Предназначены они для проветривания тоннелей до 1,5 км.

Для подачи и вытяжки воздуха применяют центробежные вен­тиляторы низкого, среднего и высокого давления, а также осевые одно- и двухступенчатые вентиляторы. Вентиляционные установ­ки располагают у порталов тоннелей или в подземных камерах.

Дата добавления: 2015-08-17