隧道工程課件之隧道運(yùn)營及養(yǎng)護(hù)維修

southwestjIaotongunIversIty西南交通大學(xué)SouthwestJiaotongUniversity《隧道工程》課程第十六講隧道運(yùn)營及養(yǎng)護(hù)維修隧道運(yùn)營通風(fēng)公路隧道照明隧道防災(zāi)救援技術(shù)隧道養(yǎng)護(hù)維修第十六講隧道運(yùn)營及養(yǎng)護(hù)維修第一節(jié)隧道運(yùn)營通風(fēng)隧道運(yùn)營及養(yǎng)護(hù)維修主要內(nèi)容營運(yùn)通風(fēng)的目的及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)營運(yùn)通風(fēng)系統(tǒng)的控制營運(yùn)通風(fēng)的主要方式營運(yùn)通風(fēng)的設(shè)計和計算截止“十一五”末，中國高速公路里程達(dá)7萬余km，其中公路隧道7300余座，總延長5000余公里，居世界首位。如何實現(xiàn)營運(yùn)的安全與節(jié)能是高速公路隧道監(jiān)控所面臨的巨大挑戰(zhàn)。尤其在西部山區(qū)，公路隧道更是呈現(xiàn)兩大特點：特長隧道數(shù)量巨大：共有特長隧道（長度大于3000m）256座，長度達(dá)1138km，其中大部分集中在重慶、四川、云南、貴州等西部省市，僅重慶市長度超過5000m的特長隧道就達(dá)13座。

大規(guī)模隧道群集中出現(xiàn)：隧道集中化趨勢越來越明顯，以大規(guī)模隧道群的形式頻繁出現(xiàn)，在山區(qū)高速公路中尤為突出；以重慶市為例，間距在5km以下的隧道占了近80%。高速公路隧道運(yùn)營通風(fēng)的目的及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)特長高速公路隧道的涌現(xiàn)也帶來了兩大難題：通風(fēng)及防災(zāi)問題。

合理的通風(fēng)方式既可以保證隧道內(nèi)舒適的行駛環(huán)境，又可以降低電能消耗，并積極的預(yù)防災(zāi)害的發(fā)生。而且隧道通風(fēng)方式也決定了隧道防災(zāi)救援的組織形式。因而營運(yùn)通風(fēng)對于特長高速公路隧道來說是具有十分重要的意義。高速公路隧道運(yùn)營通風(fēng)的目的及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)1、通風(fēng)的目的運(yùn)營隧道的通風(fēng)，實際上是一項環(huán)境保護(hù)工程，包括隧道內(nèi)環(huán)境和隧道外環(huán)境，但高速公路隧道一般位于野外，故以隧道內(nèi)環(huán)境的保護(hù)為重點?！?/p>

汽車行駛時將會排放大量的廢氣，并對周圍的空氣造成污染。由于隧道結(jié)構(gòu)的特殊性，空氣污染的程度將更為嚴(yán)重，甚至威脅人體健康、增加行車危險性，因而需要對運(yùn)營隧道進(jìn)行通風(fēng)。高速公路隧道運(yùn)營通風(fēng)的目的及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)CO的產(chǎn)生原因：

烴類不完全燃燒的產(chǎn)物。汽油車和柴油車都會排放。煙霧的產(chǎn)生原因：

重?zé)N不完全燃燒生成的炭顆粒。主要為柴油車排放。車輛行駛時卷起的塵埃。

汽車排放的污染物包括CO、NOx、CO2、SO2和煙霧等，其中以CO和煙霧對隧道運(yùn)營環(huán)境的影響較為突出。高速公路隧道運(yùn)營通風(fēng)的目的及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)CO的危害：煙霧的危害：

CO進(jìn)入人體過多，就會導(dǎo)致氧氣在血液中的輸送量不足，引起頭痛、眩暈、嘔吐，嚴(yán)重時甚至引起昏迷、死亡。

煙霧濃度主要影響行車安全。煙霧濃度越大，隧道內(nèi)能見度越低，增大行車的危險性。通風(fēng)的目的主要在于稀釋空氣中的CO、煙霧和空氣中的異味?！咚俟匪淼肋\(yùn)營通風(fēng)的目的及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)2、洞內(nèi)營運(yùn)環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)1全橫向通風(fēng)方式與半橫向通風(fēng)方式時，CO設(shè)計濃度如下表（采用縱向通風(fēng)方式時可按下表各值提高50ppm取值）注：隧道長度為1000m~3000m時，可按插值法取值CO設(shè)計濃度（δ）：交通阻滯（平均車速為10km/h時）時，阻滯段的平均CO設(shè)計濃度可取300ppm，經(jīng)歷時間不超過20min。高速公路隧道運(yùn)營通風(fēng)的目的及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)煙霧設(shè)計濃度（K）：煙霧設(shè)計濃度不但與車速有關(guān)，而且與亮度、光源有關(guān)。煙霧設(shè)計濃度（鈉光燈源）如下表高速公路隧道運(yùn)營通風(fēng)的目的及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)煙霧濃度達(dá)到0.012m-1時，應(yīng)采取交通管制措施。隧道內(nèi)進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)時，現(xiàn)場煙霧濃度不大于0.0035m-1。通風(fēng)方式自然通風(fēng)機(jī)械通風(fēng)交通量小且隧道短時交通量大且隧道長時其中：L——隧道長度(m)；N——設(shè)計交通量(輛/h)。L·N>=2×106采用機(jī)械通風(fēng)辨別式：高速公路隧道營運(yùn)通風(fēng)的主要方式機(jī)械通風(fēng)縱向通風(fēng)半橫向通風(fēng)橫向通風(fēng)組合方式高速公路隧道營運(yùn)通風(fēng)的主要方式縱向通風(fēng)全射流式集中送入式集中排出式豎井送排式（1）縱向式通風(fēng)組合式基本特征：通風(fēng)風(fēng)流沿隧道縱向流動。

高速公路隧道營運(yùn)通風(fēng)的主要方式①全射流通風(fēng)方式射流風(fēng)機(jī)高速公路隧道營運(yùn)通風(fēng)的主要方式污染物濃度分布情況

在全射流縱向通風(fēng)方式下，空氣沿隧道縱向流動，新鮮空氣從隧道的一端進(jìn)入，而從另一端排出。空氣在隧道內(nèi)的流動過程中，不斷地有車輛從中穿過并排出污染物，這樣導(dǎo)致空氣內(nèi)的污染物越積越多，到達(dá)出洞端時，空氣中的污染物濃度達(dá)到了最大值。高速公路隧道營運(yùn)通風(fēng)的主要方式理論分布實際分布高速公路隧道營運(yùn)通風(fēng)的主要方式壓力分布情況②集中送入式通風(fēng)示意圖高速公路隧道營運(yùn)通風(fēng)的主要方式壓力分布污染物濃度分布高速公路隧道營運(yùn)通風(fēng)的主要方式③集中三排出三式示意三圖高速三公路三隧道三營運(yùn)三通風(fēng)三的主三要方三式壓力三分布污染三物濃三度分三布高速三公路三隧道三營運(yùn)三通風(fēng)三的主三要方三式④豎井三送排三式高速三公路三隧道三營運(yùn)三通風(fēng)三的主三要方三式示意三圖壓力三分布高速三公路三隧道三營運(yùn)三通風(fēng)三的主三要方三式污染三物濃三度分三布（2）半三橫向三式通三風(fēng)基本三特征：由隧三道通三風(fēng)道三送風(fēng)三或排三風(fēng)，三由洞三口沿三隧道三縱向三排風(fēng)三或抽三風(fēng)。半橫三向式通風(fēng)送風(fēng)三半橫三向式排風(fēng)三半橫三向式高速三公路三隧道三營運(yùn)三通風(fēng)三的主三要方三式①三送風(fēng)三半橫三向式高速三公路三隧道三營運(yùn)三通風(fēng)三的主三要方三式示意三圖②三排風(fēng)三半橫三向式高速三公路三隧道三營運(yùn)三通風(fēng)三的主三要方三式示意三圖（3）橫三向式三通風(fēng)基本三特征高速三公路三隧道三營運(yùn)三通風(fēng)三的主三要方三式示意三圖（4）各三種通三風(fēng)方三式的三比較特征縱向式半橫向式全橫向式全射流式集中送入式集中排除式豎井送排式送風(fēng)式排風(fēng)式工程造價低一般一般一般較高較高高交通風(fēng)利用很好很好部分較好很好較好不好不好技術(shù)難度不難一般一般稍難稍難稍難難分期實施易不易不易不易難難難運(yùn)營費(fèi)低一般一般一般較高較高高洞內(nèi)噪音較大口部較大較小較小小小小洞口環(huán)保不利不利有利一般一般有利有利火災(zāi)排煙不便不便較方便較方便方便方便有效高速三公路三隧道三營運(yùn)三通風(fēng)三的主三要方三式第二三節(jié)三公三路隧三道照三明隧道三運(yùn)營三及養(yǎng)三護(hù)維三修司乘三人員三從洞三外駛?cè)攵慈袝惺踩礃尤母腥X？黑洞三效應(yīng)就像三駛?cè)肴诙慈粯尤?；無法三看清三洞內(nèi)三的情三況；要適三應(yīng)洞三內(nèi)的三環(huán)境三還需三要一三段時三間；心理三上的高速三公路三隧道三照明司乘三人員三從洞三內(nèi)駛?cè)龆慈鈺r三又會三有什三么樣三的感三覺？白洞三效應(yīng)強(qiáng)烈三的眩三光；無法三看清三洞外三路面三的情三況；要適三應(yīng)洞三外的三環(huán)境三也需三要一三段時三間；心理三上的三恐慌三，害三怕……高速三公路三隧道三照明照明三的目的在于三：消除三或減三輕駛?cè)胨砣罆r三的黑三洞效三應(yīng)消除三或減三輕駛?cè)鏊砣罆r三的白三洞效三應(yīng)為隧三道內(nèi)三行駛?cè)能嚾v提三供安三全的三形車三環(huán)境高速三公路三隧道三照明隧道側(cè)壁三貼瓷三磚（或三涂料三等）三、交三通誘導(dǎo)三標(biāo)志等可三以提三高照三明效三果。高速三公路三隧道三照明采用遮陽三棚、遮光三棚、削竹三式洞三門形三式、植被三減光等措三施可三以減三輕黑洞或白洞三效應(yīng)。高速三公路三隧道三照明4.公路三隧道三照明三的計三算P洞孔或棚口S接近段起點A適應(yīng)點d適應(yīng)距離洞外亮度適應(yīng)點亮度入口段亮度過渡段亮度中間段亮度過渡段1、2、3分段長度各種三照明三段亮三度與長度高速三公路三隧道三照明第三三節(jié)三隧三道防三災(zāi)救三援技三術(shù)隧道三運(yùn)營三及養(yǎng)三護(hù)維三修1.公路三隧道三防災(zāi)三救援三必要三性交通三事故三每天三都在三發(fā)生三，而三當(dāng)隧三道中三發(fā)生三事故三，會三對整三個路三段產(chǎn)三生嚴(yán)三重影三響，三影響三人民三生命三財產(chǎn)三安全三。隧道三防災(zāi)三救援三技術(shù)公路三隧道三的防三災(zāi)救三援設(shè)三計，三應(yīng)貫三徹以三下原三則：以人三為本三，預(yù)三防為三主，三消防三相結(jié)三合；監(jiān)控三有效，措三施有三力，三疏散三有序三，助三救與三自救三相結(jié)三合；早期三發(fā)現(xiàn)三，及三時滅三火，移三動式三和固三定式三滅火三相結(jié)三合。三防災(zāi)三救援三需要三有利三的監(jiān)控三體系作為三支撐三。隧道監(jiān)控系統(tǒng)通風(fēng)控制系統(tǒng)照明控制系統(tǒng)交通控制系統(tǒng)火災(zāi)報警系統(tǒng)閉路電視系統(tǒng)有線廣播系統(tǒng)其他系統(tǒng)隧道三防災(zāi)三救援三技術(shù)2.隧道三監(jiān)控三系統(tǒng)3.隧道三消防三設(shè)計①隧道三建筑三消防三設(shè)計具體三包括三對公三路隧三道的三建筑三構(gòu)造三、建三筑布三局、三防火三分隔三和消三防車三道等三分項三的設(shè)三計。`②安全三疏散三設(shè)計隧道三的安三全疏三散設(shè)三計應(yīng)三重點三考慮三車輛三的安三全疏三散。三車輛三安全三疏散三分為三三個三部分:一是三洞外三的交三通組三織，三二是三起火三點附三近的三車輛三疏散三，三三是洞三內(nèi)遠(yuǎn)三離起三火點三部位三的車三輛疏三散。隧道三防災(zāi)三救援三技術(shù)③防排三煙設(shè)三計高速三公路三隧道三為獨(dú)三立雙三孔隧三道，三因而三在其三發(fā)生三火災(zāi)三時通三常將三非火三災(zāi)隧三道作三為逃三生和三救援三的通三道，三而將三火災(zāi)三隧道三做為三排煙三的通三道。隧道三防災(zāi)三救援三技術(shù)④滅火三系統(tǒng)三設(shè)計長隧三道滅三火系三統(tǒng)設(shè)三計應(yīng)三包括三消火三栓系三統(tǒng)、三固定三滅火三系統(tǒng)三設(shè)計三和滅三火器三配置三。根三據(jù)長三隧道三火災(zāi)三特點三，應(yīng)三以水三、輕三水泡三沫為三主要三滅火三劑，三局部三采用三其他三滅火三系統(tǒng)三。隧道三防災(zāi)三救援三技術(shù)⑤火災(zāi)三自動三檢測三報警三系統(tǒng)國外三研究三資料三及國三內(nèi)的三火災(zāi)三試驗三表明三，火三勢發(fā)三展在三火災(zāi)三初期三有一三個火三勢急三劇發(fā)三展的三階段三，一三般在起火三后2~三10分鐘內(nèi)，三溫度三就達(dá)三到最三高。三因此三，隧三道的三火災(zāi)三要早三期發(fā)三現(xiàn)，三及時三滅火三，將三其撲滅三爆燃三之前三的5~三10分鐘，最三大限三度地三為人三員的三撤離三爭取三時間三，降三低損三失。三這就三要求三有可三靠的三自動三檢測三和報三警系三統(tǒng)。三目前三廣泛三使用三的有火災(zāi)三自動三檢測與報警三系統(tǒng)三有光三纖感三溫探三測系三統(tǒng)、熱敏三合金三線感三溫探三測系三統(tǒng)和雙波三長火三焰探三測器。隧道三防災(zāi)三救援三技術(shù)在遭三遇火三災(zāi)的三隧道三救援三中，通風(fēng)三設(shè)計在各三個階三段都三有著三重要三的作用1)在疏三散階三段，三讓隧三道內(nèi)三的人三員避開火災(zāi)三產(chǎn)生三的煙氣三和熱三量，并三從包三圍在三火災(zāi)三事故三的隧三道內(nèi)三撤離三。2)疏散三階段三通風(fēng)三應(yīng)避免和盡三量減少三火災(zāi)三的蔓三延，防三止熾三熱氣三流引三燃火三場以三外的三車輛三，使三火場三擴(kuò)大三。3)橫通三道應(yīng)三設(shè)置兩道三雙向三開啟三防火三密閉三門，用三于疏三散皆三防止三火災(zāi)三隧道三的煙三氣進(jìn)三入橫三通道三及相三鄰隧三道。4)通風(fēng)三系統(tǒng)設(shè)置三應(yīng)有利三于消防三人員三的救火，使三消防三人員三及消三防車三能從三上風(fēng)三方向三接近三火場三，開三展滅三火工三作。4.火災(zāi)三通風(fēng)三設(shè)計隧道三防災(zāi)三救援三技術(shù)5.隧道三防火三措施有許三多研三究表三明，三火災(zāi)三中人三的死亡三原因大都三是濃煙三導(dǎo)致三的窒三息，而三非被三火直三接燒三死。三各國三在隧三道防三火的三研究三工作三中，三針對三不同三情況三提出三了相三應(yīng)的三防火三措施三。1、長三的隧三道應(yīng)劃分三防火三分區(qū)。各三個防三火分三區(qū)應(yīng)三有相三應(yīng)的三排煙三要求三及人三車逃三離方三案。2、設(shè)三置機(jī)械三通風(fēng)三的隧三道，應(yīng)三視隧三道內(nèi)三火災(zāi)三點的三位置三確定三送排三風(fēng)風(fēng)三向，三應(yīng)盡三量縮三短火三災(zāi)煙三霧在三車道三內(nèi)的三行程三。3、通三風(fēng)設(shè)三備在設(shè)計三選型時，三必須三考慮三到發(fā)三生火三災(zāi)時排煙三的要三求，具三備高三溫情三況下三維持三一定三工作三時間三的能三力，三并可三遠(yuǎn)距三離遙三控啟三動。要做三到立三足于三防災(zāi)三進(jìn)行三設(shè)計三，同三時隧三道內(nèi)三一旦三出現(xiàn)三火災(zāi)三，必三須做三到早三發(fā)現(xiàn)三，及三早撲三滅，三避免三小火三釀成三大災(zāi)三。隧道三防災(zāi)三救援三技術(shù)火災(zāi)報警火災(zāi)確認(rèn)執(zhí)行火災(zāi)預(yù)案關(guān)閉兩條隧道按火災(zāi)情況開啟風(fēng)機(jī)增強(qiáng)隧道照明開啟橫通道門和照明廣播系統(tǒng)進(jìn)行廣播滅火救援檢查隧道三防災(zāi)三救援三基本三流程6.火災(zāi)三時的三救援三與疏三散隧道三防災(zāi)三救援三技術(shù)若左三線隧三道發(fā)三生火三災(zāi)，三消防三車輛三的順三行方三向進(jìn)入三示意三圖從上三游進(jìn)三入從下三游進(jìn)三入隧道三防災(zāi)三救援三技術(shù)防災(zāi)三救援三詳細(xì)三流程三圖隧道三火災(zāi)三風(fēng)流三組織三示意三圖隧道三防災(zāi)三救援三技術(shù)隧道三火災(zāi)三疏散三示意三圖隧道三防災(zāi)三救援三技術(shù)隧道三火災(zāi)三疏散三示意三圖隧道三防災(zāi)三救援三技術(shù)第四三節(jié)隧道三運(yùn)營三及養(yǎng)三護(hù)維三修隧道三病害三根據(jù)成因的不三同主三要可三分為三以下三四類三：（1）水害（2）襯砌三裂損（3）襯砌三腐蝕（4）隧道三凍害三等隧道三水害三中分三為涌三水、三漏水三、滴三水和三潤水三；隧三道凍三害中三分為三襯砌三凍害三、線三路凍三害、三排水三溝結(jié)三凍及三掛冰三等，三襯砌三病害三包括三襯砌三變形三、裂三損、三侵蝕三等。1.隧道三常見三病害隧道三養(yǎng)護(hù)三維修隧道三水害三以及三注漿三堵漏三措施隧道三養(yǎng)護(hù)三維修隧道三水害三以及三堵漏三措施隧道三養(yǎng)護(hù)三維修隧道三治水三的具三體措三施就三是“防、三排、三截、三堵結(jié)三合，三因地三制宜三，綜三合治三理”，三使之三既能三自成三體系三，又三能相三互配三合，三形成三一個三完整三的隧三道治三水體三系。襯砌三裂損三與維三修隧道三養(yǎng)護(hù)三維修隧道三裂損三維修三：（1）穩(wěn)固三巖體：治三水穩(wěn)三固巖三體、三錨桿三加固三、注三