1.2. Определение длины тоннеля

2. Вентиляция тоннеля

Вентиляцию транспортных тоннелей следует предусматривать естественной или с механическим побуждением в зависимости от длины тоннеля.

Целью проектирования вентиляции тоннелей является разработка мероприятий, обеспечивающих подачу в тоннель чистого воздуха в таком количестве, при котором вредные газовые примеси разбавляют до безопасных предельно допустимых концентраций (ПДК).

В первую очередь расчѐтом определяется количество воздуха, подаваемого для проветривания.

В автодорожных тоннелях 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.

При выборе систем и схем вентиляции необходимо иметь в виду, что скорость движения воздуха пол 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 пол расчѐту требуется большая площадь каналов, то целесообразно рассмотреть вопрос о вентиляции тоннеля по отдельным участкам.

Автотранспортные тоннели длинной до 150 м проветриваются за счѐт естественной тяги воздуха, которая создаѐтся потоком движущихся автомобилей, а также под действием ветрового, теплового и барометрического давлений.

Искусственное проветривание тоннелей производится за счѐт воздухообмена путѐм подачи свежего воздуха (приточная схема), удаление загрязнѐнного (вытяжная схема) или одновременной подачи свежего и вытяжкой отработанного воздуха (приточно-вытяжная схема).

Для подачи и вытяжки воздуха применяют продольную, поперечную или комбинированную системы вентиляции, отличающиеся друг от друга характером воздухообмена, направление движения воздуха, наличием или отсутствием специальных приточных и вытяжных каналов.

В соответствии с длиной тоннеля, равной 1150,188 м применяем поперечную систему вентиляции. Сущность еѐ заключается в том, что размещенные на стенах или потолке через определѐнные интервалы реверсивные осевые вентиляторы создают высокоскоростной поток воздуха, который возбуждает вторичный воздушный поток в тоннеле, вовлекая в движение основную массу воздуха. При этом часть воздуха снова попадает к вентиляторам и выбрасывается ими с большей кинетической энергией в общий поток.

В тоннелях сводчатого очертания приточный и вытяжной каналы размещают чаще всего над проезжей частью, при чѐм возможна как односторонняя, так и двусторонняя подача воздуха.

2.1. Определение расхода воздуха, подаваемого в тоннель

По предельно допустимой концентрации СО.

Часовой расход топлива, кг/ч, одним «осреднѐнным» автомобилем с карбюраторным двигателем:

.

где - расход топлива одним «осреднѐнным» автомобилем (соответственно легковым, грузовым, автобусом);

- доля групп автомобилей в общем потоке.

Часовой расход топлива, кг/ч, одним «осреднѐнным» автомобилем с дизельным двигателем:

Расчѐт искусственной вентиляции тоннелей предусматривает определение необходимого расхода и давления подаваемого воздуха. Расход воздуха определяют из условия снижения до допустимой нормы концентрации вредных газов. В связи с тем, что в настоящее время основным токсичным компонентом в отработавших газах автомобильных двигателей является окись углерода (СО), нормами проектирования автодорожных тоннелей разрешается производить расчѐт только по снижению до допустимой нормы концентрации окиси углерода.

Расход воздуха, м3/с, требуемый по условию снижения концентрации СО по предельно допустимой, определяют по формуле:

где L- длина тоннеля или его участка с одним уклоном, км;

Iа – максимальная часовая интенсивность движения автомобилей по одной полосе тоннеля, авт/ч, Iа =1000 авт/ч;

Vа – средняя скорость движения колонны автомобилей по тоннелю, км/ч, Vа=50 км/ч;

Δ – предельно допустимая концентрация токсичного компонента (СО) в воздухе тоннеля, мг/м3, Δ=60 мг/м3:

Δ` - концентрация токсичного компонента (СО) в приточном воздухе, обычно принимают Δ` =1 мг/м3;

mk , mд – доли автомобилей с карбюраторными и дизельными двигателями в общем потоке, mk=0,73, mд=0,27;

сnk , ссk , сnд , ссд - коэффициенты, учитывающие влияние уклона проезжеѐ части тоннеля для различных скоростей движения на подъѐме и спуске соответственно для автомобилей с карбюраторными и дизельными двигателями, сnk = 1,25, ссk = 1,20, сnд = 1,82, ссд = 1,25;

qk , qд –количество токсичного компонента (СО), выделяемого одним «осреднѐнным»автомобилем с карбюраторным или дизельным двигателем, мг/с.

Количество СО, выделяемое одним «осредненным» автомобилем, определяется по формуле:

где η – коэффициент избыточного расхода воздуха в горючей смеси, для карбюраторных двигателей – 1, для дизельных двигателей – 2;

GT – расход топлива одним «осреднѐнным» автомобилем, кг/ч;

Р – процентное содержание СО в выхлопных газах по массе, %;при равномерном движении принимают для карбюраторных двигателей Рк – 2,5%, для дизельных

Рд =0,1%;

св – коэффициент, учитывающий влияние высоты расположения тоннеля над уровнем моря, для карбюраторных – 1,43, для дизельных – 1,23.

Общий расход воздуха в тоннеле: