特长公路隧道横通道结合单风井混合式通风设计体系

为了降低公路隧道通风系统土建与运营费用,解决互补式通风系统适用长度有限的问题,将互补换气系统应用于分段式纵向通风方式中,提出了换气横通道结合单风井的混合通风方式;在隧道通风理论的基础上,推导了适用于混合通风方式的计算公式;结合隧道通风设计程序,给出了从风井位置确定、设计风量计算、横通道位置确定、横通道换气比计算到污染物浓度校核的设计流程,从隧道结构形式和左、右洞的需风量两方面,分析了混合通风方式的适用条件;结合工程案例,分析了混合通风方式的实用性,对比了常规分段式纵向通风方式和混合通风方式的土建规模和运营能耗。研究结果表明:与常规分段式纵向通风方式相比,在隧道结构方面,混合通风方式增加2个换气横通道和1个排烟通道,减少部分联络通道和1座通风井,从而降低了土建总体规模,减少了初期土建投资费用,同时解决了互补通风方式在特长公路隧道应用中受火灾排烟长度限制的问题;在运营能耗方面,当车速为60 km·h^(-1)时,混合通风方式充分利用隧道内的交通风升压力,减少了机械通风动力的需求,虽然隧道内射流风机能耗功率有较大增加,但轴流风机能耗功率降低了25.00%,总功率减小了10.85%,隧道运营通风能耗得到有效降低,具有显著的经济效益。