Автодорожные тоннели

Расход воздуха определяется по трем параметрам: из условий снижения до допустимой концентрации СО (Q_со), обеспечения необходимой видимости (Q_в) и обеспечения нормального температурного режима в тоннеле (Q_т). Из трех полученных расходов воздуха выбирается максимальный, который и принимается в качестве расчетного. В курсовом проекте расчет расхода воздуха выполняется из условий снижения до допустимой концентрации СО (Q_со).

Исходные данные: длина тоннеля L (м), уклоны профиля, интенсивность движения автомобилей либо плотность движения автомобилей на 1км тоннеля N, доля грузовых машин в общем потоке n.

Скорость движения воздуха в транспортной зоне должна быть не выше 6 м/с., в вентиляционных каналах - 20 м/с.

Требуемый для проветривания 1 км тоннеля расход воздуха по СО (м³/с) можно определить по эмпирической зависимости:

,

где q_со – базовое значение эмиссии СО для одного автомобиля, м³/ч.,

N – плотность движения автомобилей, авт./км,

D _со – ПДК СО в воздухе тоннеля, мг/м³

D¹ _со = 5-10 мг/ м³ – фоновая концентрация СО в приточном воздухе,

К₁, К₂, К₃ – коэффициенты, учитывающие скорость движения автомо-билей, уклон проезжей части тоннеля и высоту над уровнем моря.

Объем газовыделений двигателями автомобилей различных моделей при разных скоростях движения (базовое значение эмиссии СО) определяется по их топливным характеристикам с учетом процентного содержания СО в выхлопных газах при различных режимах движения. При скорости движения 60 км/ч. можно пользоваться данными, приведенными в таблице 3.2.

Таблица 3.2.

Для определения значений коэффициента К₁ можно воспользоваться графиком, приведенным на рис.3.1.

Рис.3.1. Значения коэффициента К₁.

Коэффициент К₂ = 1 - при движении на спуск, К₂ = 1,3 - при движении на подъем с уклоном от 2%₀ до 12%₀. Значение коэффициента К₃ меняется в пределах от 1 до 2 в зависимости от высоты расположения тоннеля над уровнем моря от 0 до 1000м. Промежуточные значения этих коэффициентов принимаются по линейной интерполяции.

В горных автодорожных тоннелях длиной до 0,7км может быть применена продольная система вентиляции с размещением вентиляционных установок у одного или обоих порталов. Такая система должна быть реверсивной, чтобы при ветре подавать воздух по направлению ветра.

В настоящее время все шире используют продольно-струйную систему вентиляции с размещением компактных и высоконапорных струйных вентиляторов непосредственно в сводовой части тоннеля. Такую систему применяют в тоннелях длиной до 2 км.

При длине тоннеля свыше 700м при большой интенсивности движения применяют полупоперечную систему вентиляции. Для этого в подсводовой части располагают вентиляционный канал. Площадь вентиляционного канала определяется, исходя из расчетного количества приточного воздуха и допустимой скорости воздуха в канале.

В автодорожных тоннелях длиной более 3км оправдано применение самой дорогостоящей поперечной системы вентиляции с подачей и удалением воздуха по изолированным каналам. Часть вредных газов уходит через порталы, поэтому при поперечной системе вентиляции площадь сечения вытяжного канала сокращают на 20 – 25% по сравнению с площадью сечения приточного канала.

Основные сведения о системах вентиляции с механическим побуждением (искусственной вентиляцией) изложены в [1, с. 55 – 61; 4].

В пояснительной записке кратко обосновывается принятая система вентиляции (продольная, поперечная, полупоперечная, струйная) и дается схема, по которой предлагается осуществить подачу свежего воздуха в тоннель (с портальной установкой, с вентиляционными шахтами, с вентиляционными штольнями и т. д.).

При выборе систем и схем вентиляции необходимо иметь в виду, что скорость движения воздуха по тоннелю не должна превышать 6 м/с, а по вентиляционным каналам – 20 м/с, оптимальная величина площади сечения приточного вентиляционного канала при полупоперечной вентиляции автодорожных тоннелей составляет 12 – 14 м², а при поперечной вентиляции в пределах этих величин должна находиться суммарная площадь приточного и вытяжного каналов. Если по расчету требуется большая площадь каналов, то целесообразно рассмотреть вопрос о вентиляции тоннеля по отдельным участкам, разделив каналы вдоль оси тоннеля торцевыми перегородками. Длина таких участков ограничивается величиной 600 – 800 м (из условий равномерной подачи воздуха в тоннель), что соответствует расстоянию между порталами или стволами шахт 1200 – 1800 м.