隧道运营通风方式，隧道工程最新成果

隧道通风方式可分为自然通风和机械通风。

自然通风是利用洞内的自然风流和列车运行所引起的活塞风来达到通风的目的，因而是一种简单而又节约能源的通风方式，在选择通风方式时应优先考虑。自然风的变化是复杂而不稳定的，目前还没有可靠的计算自然通风量的一般算式，在实际应用中，仍然以从实践中总结的规律为准，即凡不需设置机械通风的隧道均为自然通风。

机械通风是当自然通风不能满足要求时，采用通风机械将洞内外气体进行交换，来达到通风的目的。机械通风可分为纵向式、半横向式、全横向式及组合通风方式。

1．纵向式通风

它是在通风机的作用下，使风流沿着隧道轴线方向流动的通风方式。这种通风方式又根据通风形式的不同分为以下的不同形式：

（1）洞口风道式通风。

这种通风方式是在洞口附近布置通风道，用通风机进行吹入式通风，如图5-2-1所示。风道一般设于低洞口一侧，风道出口的横断面积可通过与隧道横断面积的比值进行控制。这种方式的优点是通风道较短，通风设备安置于风道口，安全且便于运营管理。

此外，还可采用缩小风道口断面、减小吹入风流与隧道中线的夹角、提高吹入风速等办法来改善通风，下述喷嘴式通风就是这样一种方式。

（2）喷嘴式通风。

对于列车运行密度大、长度不太长的铁路隧道，可采用环形喷嘴式通风形式，如图5-2-2所示。它是在隧道洞口处的衬砌上方，设计一个汇集新鲜空气的空气室，空气室的尽端在衬砌周边上做成环形喷嘴通向洞内。开动通风机，洞外新鲜空气被压送到空气室，当积聚到一定压力时，由喷嘴以高速和极小的交角喷进隧道内，形成稳定风流。新鲜空气不会从洞口溢出，反而会由于高速风流引起的负、压，带进一些新鲜空气。但这种通风形式结构复杂，施工工艺要求高，维修不方便且能量损失大、效率低，目前已较少应用。

图5-2-1　洞口风道式通风

图5-2-2　环形喷嘴式通风

（3）竖井、斜井式通风（分段纵向式通风）。

经研究分析，机械通风所需动力与隧道长度的立方成正比，所以隧道通风长度越长，就越不经济。另外，当长大隧道的纵坡为人字坡时，污浊空气常积聚在坡顶。若在隧道施工中，为增加开挖工作面设置了竖井或斜井作为辅助坑道，则可利用它们作为运营中的通风道，把通风机置于竖井或斜井的顶部，借助风机和竖井的换气作用，把长大隧道纵向分段进行通风，可以产生很好的通风效果。分段纵向式常用的有合流型斜（竖）井排出式、斜（竖）井送排式，如图5-2-3所示。(www.xing528.com)

图5-2-3　分段纵向式通风

（4）射流式通风。

射流式通风是在隧道内安设射流式通风机，用以升压并进行通风的方式。射流式通风机具有体积小、风力大、风向可逆、设备费用少的特点，其喷射风速能达到25～30 m/s，噪声较大。射流风机的安设有洞口堆放式、洞内壁龛式和拱部吊装式几种方式。射流风机要占用隧道断面空间，但省去了洞口风道式通风的风道与风机房。射流通风源于公路隧道，近年来在国内外已逐渐地应用于铁路隧道。

2．全横向式通风

在通风机的作用下，风流的方向与隧道轴线方向成正交的称为横向式通风。如图5-2-4所示，隔出隧道部分面积作为沿洞身轴线的通风渠（包括压入风渠和吸出风渠）：通风机送入的新鲜空气首先送入压入风渠，并沿着通风渠流到隧道全长范围内，压入风渠设有系列的出风口，把新鲜空气在均匀的间隔上吹到隧道中去；而隧道内的污浊空气则从吸出风渠的系列进风口吸出洞外。横向式通风系统污浊气体无须沿隧道全长范围流过，所以通风效果较好。只是它占用了隧道的净空面积，结构上也较费事，在公路隧道中使用比较适宜。

3．半横向式通风

半横向式包括风道送风隧道排风方式和风道排风隧道送风方式。如图5-2-5所示为风道送风隧道排风方式的工作原理，这种通风系统是在隧道的顶部设置进风管，并在进风管的下部，沿隧道的长度方向每隔一定距离开一通风口，气流则沿通风口流向隧道内，然后隧道内的空气在新鲜气流的推动下，沿隧道的纵向排出洞外。半横向式通风效果比纵向好，但没有全横向式通风能力强。

图5-2-4　全横向式通风

图5-2-5　半横向式通风

4．混合式通风

混合式通风是根据某些特殊的需要，由上述几种基本通风形式组合而成的。其组合方式有许多种，但应符合一般性的设计原则，既经济又实用。

隧道通风所需新鲜空气的风量和风压必须经过计算确定，根据计算确定的风量和风压，再选择合适的通风机。