寸滩隧道机电分册通风施工图设计说明

页生态综合修复工程寸滩隧道机电分册通风施工图设计说明1设计采用规范、标准、依据《建筑机电工程抗震设计规范》GB50981-2014《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版）《公路隧道设计规范》JTGD70-2004《公路隧道设计规范第二册交通工程与附属设施》JTGD70/2—2014《公路隧道通风设计细则》JTG/TD70/2-02-2014《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021《城市道路交通工程项目规范》GB55011-2021《城市地下道路工程设计规范》CJJ221-2015《城市道路交通设施设计规范》GB50688-2011（2019年版）本项目工程可行性研究报告。本项目隧道主体工程设计文件。国家有关建设法规、通风现行规范及国标图集。土建等专业提供的设计条件。业主提供资料文件。重庆市两江四岸智慧滨江建设设计导则。相关产品技术资料及国内外相关标准规范。2工程概况项目位于重庆市江北区，起于现状北滨二路终点，自西向东延伸，沿江布设，经过塔子山公园、金科廊桥水岸、大佛寺长江大桥、A34地块、寸滩港、寸滩老街、寸滩长江大桥、沿江码头、嘉溢华地块、黄桷沱长江大桥、港城C区、沿江油库、唐家沱污水处理厂，终点止于唐桂新城金科太阳海岸附近。项目建设内容包括两部分：消落带治理与北滨路东延伸段。本项目分期实施，本次设计范围为一期（起点至寸滩港隧道结束）。北滨路东延伸段（一期），道路等级为城市主干路，双向六车道，标准路幅宽度30.5m，设计速度为40km/h，桩号范围为AK0-025~AK3+635，总长约3660m，包含三座桥梁、三座隧道以及邮轮母港西侧的左辅道（长约311m）与右辅道（长约269m）。寸滩港隧道为北滨路东延伸段（一期）第三座隧道，为整体式矩形框架+小净距隧道，左线桩号CZK2+718~CZK3+625，长度907m，右线桩号CYK2+717.98~CYK3+593.181，长度875.201m。全线隧道禁止通行危险化学品等机动车。3技术标准道路等级：城市主干路，双向六车道。设计速度：40km/h。隧道等级：隧道为城市三类隧道。隧道建筑限界：净宽12.75m，净高5.0m。隧道内卫生标准：1）一氧化碳（CO）允许浓度正常营运时为100ppm；交通阻滞时，短时间（20min）以内，为150ppm；2）烟尘允许浓度：正常营运时为0.0075m-1。4设计内容隧道通风施工图设计的内容为：运营通风系统设计。5运营通风系统5.1设计原则正常交通工况下，通风系统能稀释隧道内汽车行驶时排出的废气（如CO、烟尘），为司乘人员和隧道养维人员提供合适的洞内空气环境，为安全行车提供良好的能见度。火灾事故情况下，通风系统具有排烟能力，能控制烟尘的扩散，为滞留在洞内的司乘人员、救援人员提供一定量的新风，并为疏散和救援创造有利条件。在确保隧道安全可靠营运的前提下，隧道通风方案便于营运管理和控制，同时适当减少工程投资和复杂性。贯彻国家能源政策，系统设计充分考虑营运能耗，设备选型注重性能优良、技术先进、效率高、噪声低等方面的要求。隧道口废气排放和通风系统的运行噪声均应满足工程环境质量要求。5.2设计标准本次设计隧道内的通风标准依据《公路隧道通风设计细则》（JTG/TD70/2-02-2014），并结合本隧道的实际情况、现场条件、营运经济性及国内已建城市道路隧道通风的实际营运效果等综合确定。为提高隧道内空气质量，改善行车环境，降低隧道外排放的污染浓度，减少对城市环境的影响，有利于隧道影响区域的发展，本设计适当提高隧道通风设计的标准。隧道通风卫生标准1）隧道内CO设计浓度δCOa.正常交通时，隧道洞内CO的设计浓度δ≤100cm3/m3；b.交通阻滞时，隧道内各车道均以怠速行驶，平均车速vt≤20km/h，阻滞段的CO设计浓度δCO=150cm3/m3，阻滞长度不超过1000m，经历时间不超过20min；c.隧道内养护维修时，隧道作业段空气的CO允许浓度不大于30cm3/m3。2）隧道内NO2设计浓度δNO2a.隧道内20min内的平均NO2设计浓度δNO2=1.0cm3/m3;b.隧道内养护维修时，隧道作业段空气的NO2允许浓度不大于0.12cm3/m3。隧道通风安全标准隧道烟尘设计浓度K见表“隧道烟尘设计浓度K”。隧道烟尘设计浓度K运营工况交通阻滞正常运营交通管制养护维修计算车速（km/h）10~2030405060~80烟尘允许浓度K（m-1）0.0120.0120.00750.00700.00650.0120.003隧道内养护维修时，隧道作业段空气的烟尘允许浓度不大于0.0030m-1;工况车速≤30km/h时，应采取交通管制或关闭隧道等措施。隧道通风舒适性标准根据本工程交通量和隧道规模的特点，稀释隧道内空气中异味的换气要求如下：1）换气频率不低于每小时3次；2）同时保证隧道内换气风速vr≥2.5m/s。隧道防灾设计标准本隧道排烟设计按权限同一时间内发生一次火灾考虑，火灾发热量取20MW，火灾临界风速取2.5m/s。隧道风速标准本隧道设计风速不大于10.0m/s。噪声标准通风设备传至隧道内噪声标准参考《公路隧道通风设计细则》对通风设备噪声要求及《工业卫生设计标准》相关标准为≤90dB（A）。通风设备传至隧道外噪声标准按4类地区考虑为昼间≤70dB（A），夜间≤55dB（A）。洞外隧道外区域环境空气质量标准本隧道外环境区域执行《环境空气质量标准》（GB3095-2012）中的二级标准。一氧化碳（CO）日平均浓度≤4.00mg/m3，1小时平均浓度≤10.00mg/m3。5.3通风计算通风计算参数表项目单位计算与控制参数备注设计控制风速正常交通设计控制风速m/s≤10火灾工况设计控制风速m/s≥2.5换气设计控制风速m/s≥2.5环境参数洞内外自然风压在洞内产生的自然风速vnm/s3.0隧址大气压力pa97.244计算行车速度正常行车车速km/h20～80交通阻滞车速km/h≤20汽车尾气基准排放量qCO（以2000年为起点）正常m3/辆·km0.007阻滞m3/辆·km0.015qVI（以2000年为起点）m2/辆·km2.0折减系数（以2000年为起点）2%计算终点设计年限为2030年5.4交通量数据交通量与交通组成是进行通风计算的基础数据之一，隧道所在路段预测交通量见表3“隧道交通量预测表”。隧道交通量预测表目标年份高峰小时交通量（pcu/h）塔子山隧道星岭隧道寸滩隧道水文站隧道近期2025年427540884101-远期2045年521749885002-5.5隧道需风量计算结合交通量预测、交通组成分析、隧道的内空断面积、纵坡、海拔高度以及行车速度、通风标准，分别计算隧道设计年限不同工况的隧道全长计算需风量，综合确定各工况下隧道全长最大计算风量和设计风量，见表4。隧道全长计算需风量与设计判断风速项目稀释CO(m3/s)稀释VI(m3/s)换新风除异味(m3/s)防灾(m3/s)最大计算风量(m3/s)设计判风速(m/s)寸滩隧道近期左洞49.65941.799213.18213.18213.182.5右洞47.58837.374213.18213.18213.182.5远期左洞53.36844.920213.18213.18213.182.5右洞51.14240.165213.18213.18213.182.5计算风量和洞内最大风速，隧道设计年限洞内设计最大风速为vr＝2.5m/s，洞内设计风速vr不大于10.0m/s，采用纵向通风方式。根据隧道需风量及设计风速计算隧道通风阻力，寸滩隧道通风阻力△Pr=12.85N/m2，自然风阻力△Pm=18.5N/m2，正常运营交通风力△Pt根据近、远期不同车速工况下计算，交通风作为通风动力考虑。5.6通风方案隧道通风方案参数塔子山隧道星岭隧道寸滩隧道水文站隧道通风方式自然通风自然通风机械通风-风机配置--射流风机-本项目隧道属于交通隧道，为非混合隧道，四类隧道直接采用自然通风。根据隧道建筑限界空间尺寸，适合Φ900mm型射流风机的安装。本设计选用单机功率22kW、Φ900mm型射流风机作为计算样本。风机宜选择单向风机，风机可反转，反转风量宜为正向的50%~70%。单台射流风机在隧道内的实际性能应满足表6所列各项指标。单台射流风机的实际性能指标项目技术指标项目技术指标叶轮直径900mm电机绝缘等级H级叶轮流量≥22.1m3/s高温性能风机能在250℃高温下连续工作1h出口风速≥34.7m/s主要部件寿命≥20年轴向推力≥829N风机重量≤930kg防护等级不低于IP55级噪声风口下45°、10m处（野外）≤73dB（A）电机功率22kW(AC380V±10%，50Hz)风机安装各附件及各连接的承重力至少能承担风机及各附件自重15倍或以上的受力抗震要求风机及安装应符合本项目隧道抗震等级的要求。采用全射流纵向通风，风机每2台1组，相邻两组之间纵向间距120m。风机布置位置与各设备洞错开。隧道射流风机设置见表5。隧道风机台数的选择依据：根据各工况下的最大需风量及隧道阻力按风机推力与对应风量进行风机台数的选择。隧道射流风机数量表隧道名称项目数量单机功率总功率台kWkW寸滩隧道左洞正常运营22244防火灾8（含备用2台）22176设置风机量8（含备用2台）22176右洞正常运营22244防火灾8（含备用2台）22176设置风机量8（含备用2台）221765.7系统设计通风控制系统由隧道监控中心计算机系统、区域控制器（PLC）、隧道风机控制柜、CO/VI检测仪、TW风速风向检测器、传输通道和配有线箱、盒及其必要的附属设备等组成。系统属主从计算机分布式控制系统。隧道管理站设隧道通风控制计算机，隧道内设区域控制器（PLC）和风机控制柜。风机控制柜内有数据采集、处理装置，并具有一定的控制功能。系统可反馈CO/VI检测器、风速风向检测器、风机设备的工作状态并提供环境检测器的故障信息。CO/VI检测器通过一根屏蔽电缆将两路4～20mA模拟量信号输送至隧道内就近区域控制机内相应的模拟量输入模块，同时将VI信号有效、CO信号有效及设备故障信号输入区域控制器（PLC）内数字量输入模块。TW风速风向检测器将风速以4～20mA信号输送至区域风机控制柜内相应的模拟量输入模块，并将风速有效信号输入区域控制器（PLC）内数字量输入模块。区域控制器（PLC）将接收的信号及计算的结果通过光缆送至隧道管理站通风控制计算机，同时接受隧道管理站下发的命令。风机控制柜将每组风机的手动/自动、正转、反转信号输入区域控制器（PLC）内数字量输入模块；并接受区域风机控制柜下发的风机正反转命令。（1）系统控制方式系统采用智能模糊控制通风控制。操作人员可以在现场直接对区域控制器（PLC）或风机控制柜进行操作，控制分为自动控制和手动控制两种方式，系统中带有火灾发生后排烟控制方案提示，经人工修正后可以对风机实行控制，也可以进行人工控制。计算机采集能见度CO/VI检测仪、环行线圈检测器（车辆检测计）或火灾报警系统的数据，决定打开或关闭风机。操作员根据情况通过计算机打开风机，出于对设备的保护和对人身安全的保障，设置的风机启动延时，同组两个风机之间延时20秒，两组风机之间转换延时为5分钟。风机的控制模式一般在自动模式下，保证自动状况下系统启动运行时间最短的一组，使所有风机的总运行时间基本相同。通风系统与交通控制系统及火灾报警系统应具备联动功能。当隧道内出现火灾报警、交通阻塞、交通事故或隧道内CO或VI（可见度）值严重超标时，在控制台发出光报警信号，当值班人员确认后，将入口信号灯由绿灯变成红灯，禁止车辆进入隧道。报警发生后，如果是火警系统将自动打开火情上方的水喷头，如果是CO超标则会自动打开排气风机，当VI过低时系统将调节隧道内的灯光达到一个合适的亮度。（2）系统功能：1）通过隧道管理站计算机系统，按照控制原则，计算通风控制方案。2）通过隧道管理站计算机系统，按照计算的通风控制方案，自动控制隧道内射流风机的运转。3）通过隧道管理站计算机系统区分火灾、交通阻塞、双向行车，自动控制风机按预定方案运转。4）综合监视画面中除监视风机、水泵、交通灯、照明回路工作状态外，还能显示现场紧急电话、区域广播、火灾地点，以及一氧化碳浓度、能见度、照度、水位值、电机电流值等模拟量参数，使操作人员一目了然地掌握隧道监控系统全局状况。5）当控制置于手动时：为操作员提供方案选择菜单。能由操作员方便地操纵二台射流风机组的运转。6）CO、VI、TW检测器能不间断地检测隧道内的CO、能见度值和风速值，并将检测参数传送至区域控制器（PLC），区域控制器（PLC）能将信号进行处理转换和存贮，并传送给隧道管理站计算机系统。区域风机控制器一方面对实时采集的CO、VI、TW参数进行处理判断，同时经通讯设备将现场的各种信息传送给隧道管理站计算机系统，进行统计、打印、并计算成相应的控制命令，通过区域控制器（PLC）和风机控制柜，控制隧道内的各组风机。当中央控制计算机系统的计算机出现故障时，则改由手动操作如手动控制，操作人员的指令经通讯设备实时传送至区域控制器（PLC），再由风机控制柜去控制各组风机。当通讯设备故障时，区域控制器（PLC）本身能根据事先确定的控制方案控制各组风机。（3）通风控制通风控制按正常工况、阻滞工况和火灾工况三种情况分别设计。正常工况——隧道在设计速度80km/h-30km/h状况下正常运营时，开启部分风机。当隧道行驶车辆速度下降，且环境卫生要求不满足要求时，根据实际需要，增加开启风机数量，以保持隧道设计环境卫生条件。阻滞工况——该工况下，阻滞的隧道的部分风机开启，以保持隧道设计环境卫生条件。当阻滞时间超过20min时，应暂时关闭隧道入口，限制车辆进入隧道。火灾工况——火灾发生时，火灾隧道根据火灾情况开启全部风机，非火灾点隧道部分或者全部启动运行，风机通风保证火灾临界风速2.5m/s（方向与行车方向一致），防止烟气倒流，同时相邻隧道启动入口端部分风机的分组（必要时，相邻隧道出口端风机分组逆向运行），以保持其内部正压，为人员疏散和消防人员进入火灾现场提供条件。人员及车辆疏散完毕后，进入灭火阶段通风，灭火阶段控制