寸灘隧道機電分冊通風施工圖設計說明

頁生態(tài)綜合修復工程寸灘隧道機電分冊通風施工圖設計說明1設計采用規(guī)范、標準、依據(jù)《建筑機電工程抗震設計規(guī)范》GB50981-2014《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）《公路隧道設計規(guī)范》JTGD70-2004《公路隧道設計規(guī)范第二冊交通工程與附屬設施》JTGD70/2—2014《公路隧道通風設計細則》JTG/TD70/2-02-2014《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》GB55002-2021《城市道路交通工程項目規(guī)范》GB55011-2021《城市地下道路工程設計規(guī)范》CJJ221-2015《城市道路交通設施設計規(guī)范》GB50688-2011（2019年版）本項目工程可行性研究報告。本項目隧道主體工程設計文件。國家有關建設法規(guī)、通風現(xiàn)行規(guī)范及國標圖集。土建等專業(yè)提供的設計條件。業(yè)主提供資料文件。重慶市兩江四岸智慧濱江建設設計導則。相關產(chǎn)品技術資料及國內(nèi)外相關標準規(guī)范。2工程概況項目位于重慶市江北區(qū)，起于現(xiàn)狀北濱二路終點，自西向東延伸，沿江布設，經(jīng)過塔子山公園、金科廊橋水岸、大佛寺長江大橋、A34地塊、寸灘港、寸灘老街、寸灘長江大橋、沿江碼頭、嘉溢華地塊、黃桷沱長江大橋、港城C區(qū)、沿江油庫、唐家沱污水處理廠，終點止于唐桂新城金科太陽海岸附近。項目建設內(nèi)容包括兩部分：消落帶治理與北濱路東延伸段。本項目分期實施，本次設計范圍為一期（起點至寸灘港隧道結(jié)束）。北濱路東延伸段（一期），道路等級為城市主干路，雙向六車道，標準路幅寬度30.5m，設計速度為40km/h，樁號范圍為AK0-025~AK3+635，總長約3660m，包含三座橋梁、三座隧道以及郵輪母港西側(cè)的左輔道（長約311m）與右輔道（長約269m）。寸灘港隧道為北濱路東延伸段（一期）第三座隧道，為整體式矩形框架+小凈距隧道，左線樁號CZK2+718~CZK3+625，長度907m，右線樁號CYK2+717.98~CYK3+593.181，長度875.201m。全線隧道禁止通行危險化學品等機動車。3技術標準道路等級：城市主干路，雙向六車道。設計速度：40km/h。隧道等級：隧道為城市三類隧道。隧道建筑限界：凈寬12.75m，凈高5.0m。隧道內(nèi)衛(wèi)生標準：1）一氧化碳（CO）允許濃度正常營運時為100ppm；交通阻滯時，短時間（20min）以內(nèi)，為150ppm；2）煙塵允許濃度：正常營運時為0.0075m-1。4設計內(nèi)容隧道通風施工圖設計的內(nèi)容為：運營通風系統(tǒng)設計。5運營通風系統(tǒng)5.1設計原則正常交通工況下，通風系統(tǒng)能稀釋隧道內(nèi)汽車行駛時排出的廢氣（如CO、煙塵），為司乘人員和隧道養(yǎng)維人員提供合適的洞內(nèi)空氣環(huán)境，為安全行車提供良好的能見度?；馂氖鹿是闆r下，通風系統(tǒng)具有排煙能力，能控制煙塵的擴散，為滯留在洞內(nèi)的司乘人員、救援人員提供一定量的新風，并為疏散和救援創(chuàng)造有利條件。在確保隧道安全可靠營運的前提下，隧道通風方案便于營運管理和控制，同時適當減少工程投資和復雜性。貫徹國家能源政策，系統(tǒng)設計充分考慮營運能耗，設備選型注重性能優(yōu)良、技術先進、效率高、噪聲低等方面的要求。隧道口廢氣排放和通風系統(tǒng)的運行噪聲均應滿足工程環(huán)境質(zhì)量要求。5.2設計標準本次設計隧道內(nèi)的通風標準依據(jù)《公路隧道通風設計細則》（JTG/TD70/2-02-2014），并結(jié)合本隧道的實際情況、現(xiàn)場條件、營運經(jīng)濟性及國內(nèi)已建城市道路隧道通風的實際營運效果等綜合確定。為提高隧道內(nèi)空氣質(zhì)量，改善行車環(huán)境，降低隧道外排放的污染濃度，減少對城市環(huán)境的影響，有利于隧道影響區(qū)域的發(fā)展，本設計適當提高隧道通風設計的標準。隧道通風衛(wèi)生標準1）隧道內(nèi)CO設計濃度δCOa.正常交通時，隧道洞內(nèi)CO的設計濃度δ≤100cm3/m3；b.交通阻滯時，隧道內(nèi)各車道均以怠速行駛，平均車速vt≤20km/h，阻滯段的CO設計濃度δCO=150cm3/m3，阻滯長度不超過1000m，經(jīng)歷時間不超過20min；c.隧道內(nèi)養(yǎng)護維修時，隧道作業(yè)段空氣的CO允許濃度不大于30cm3/m3。2）隧道內(nèi)NO2設計濃度δNO2a.隧道內(nèi)20min內(nèi)的平均NO2設計濃度δNO2=1.0cm3/m3;b.隧道內(nèi)養(yǎng)護維修時，隧道作業(yè)段空氣的NO2允許濃度不大于0.12cm3/m3。隧道通風安全標準隧道煙塵設計濃度K見表“隧道煙塵設計濃度K”。隧道煙塵設計濃度K運營工況交通阻滯正常運營交通管制養(yǎng)護維修計算車速（km/h）10~2030405060~80煙塵允許濃度K（m-1）0.0120.0120.00750.00700.00650.0120.003隧道內(nèi)養(yǎng)護維修時，隧道作業(yè)段空氣的煙塵允許濃度不大于0.0030m-1;工況車速≤30km/h時，應采取交通管制或關閉隧道等措施。隧道通風舒適性標準根據(jù)本工程交通量和隧道規(guī)模的特點，稀釋隧道內(nèi)空氣中異味的換氣要求如下：1）換氣頻率不低于每小時3次；2）同時保證隧道內(nèi)換氣風速vr≥2.5m/s。隧道防災設計標準本隧道排煙設計按權(quán)限同一時間內(nèi)發(fā)生一次火災考慮，火災發(fā)熱量取20MW，火災臨界風速取2.5m/s。隧道風速標準本隧道設計風速不大于10.0m/s。噪聲標準通風設備傳至隧道內(nèi)噪聲標準參考《公路隧道通風設計細則》對通風設備噪聲要求及《工業(yè)衛(wèi)生設計標準》相關標準為≤90dB（A）。通風設備傳至隧道外噪聲標準按4類地區(qū)考慮為晝間≤70dB（A），夜間≤55dB（A）。洞外隧道外區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量標準本隧道外環(huán)境區(qū)域執(zhí)行《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）中的二級標準。一氧化碳（CO）日平均濃度≤4.00mg/m3，1小時平均濃度≤10.00mg/m3。5.3通風計算通風計算參數(shù)表項目單位計算與控制參數(shù)備注設計控制風速正常交通設計控制風速m/s≤10火災工況設計控制風速m/s≥2.5換氣設計控制風速m/s≥2.5環(huán)境參數(shù)洞內(nèi)外自然風壓在洞內(nèi)產(chǎn)生的自然風速vnm/s3.0隧址大氣壓力pa97.244計算行車速度正常行車車速km/h20～80交通阻滯車速km/h≤20汽車尾氣基準排放量qCO（以2000年為起點）正常m3/輛·km0.007阻滯m3/輛·km0.015qVI（以2000年為起點）m2/輛·km2.0折減系數(shù)（以2000年為起點）2%計算終點設計年限為2030年5.4交通量數(shù)據(jù)交通量與交通組成是進行通風計算的基礎數(shù)據(jù)之一，隧道所在路段預測交通量見表3“隧道交通量預測表”。隧道交通量預測表目標年份高峰小時交通量（pcu/h）塔子山隧道星嶺隧道寸灘隧道水文站隧道近期2025年427540884101-遠期2045年521749885002-5.5隧道需風量計算結(jié)合交通量預測、交通組成分析、隧道的內(nèi)空斷面積、縱坡、海拔高度以及行車速度、通風標準，分別計算隧道設計年限不同工況的隧道全長計算需風量，綜合確定各工況下隧道全長最大計算風量和設計風量，見表4。隧道全長計算需風量與設計判斷風速項目稀釋CO(m3/s)稀釋VI(m3/s)換新風除異味(m3/s)防災(m3/s)最大計算風量(m3/s)設計判風速(m/s)寸灘隧道近期左洞49.65941.799213.18213.18213.182.5右洞47.58837.374213.18213.18213.182.5遠期左洞53.36844.920213.18213.18213.182.5右洞51.14240.165213.18213.18213.182.5計算風量和洞內(nèi)最大風速，隧道設計年限洞內(nèi)設計最大風速為vr＝2.5m/s，洞內(nèi)設計風速vr不大于10.0m/s，采用縱向通風方式。根據(jù)隧道需風量及設計風速計算隧道通風阻力，寸灘隧道通風阻力△Pr=12.85N/m2，自然風阻力△Pm=18.5N/m2，正常運營交通風力△Pt根據(jù)近、遠期不同車速工況下計算，交通風作為通風動力考慮。5.6通風方案隧道通風方案參數(shù)塔子山隧道星嶺隧道寸灘隧道水文站隧道通風方式自然通風自然通風機械通風-風機配置--射流風機-本項目隧道屬于交通隧道，為非混合隧道，四類隧道直接采用自然通風。根據(jù)隧道建筑限界空間尺寸，適合Φ900mm型射流風機的安裝。本設計選用單機功率22kW、Φ900mm型射流風機作為計算樣本。風機宜選擇單向風機，風機可反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)風量宜為正向的50%~70%。單臺射流風機在隧道內(nèi)的實際性能應滿足表6所列各項指標。單臺射流風機的實際性能指標項目技術指標項目技術指標葉輪直徑900mm電機絕緣等級H級葉輪流量≥22.1m3/s高溫性能風機能在250℃高溫下連續(xù)工作1h出口風速≥34.7m/s主要部件壽命≥20年軸向推力≥829N風機重量≤930kg防護等級不低于IP55級噪聲風口下45°、10m處（野外）≤73dB（A）電機功率22kW(AC380V±10%，50Hz)風機安裝各附件及各連接的承重力至少能承擔風機及各附件自重15倍或以上的受力抗震要求風機及安裝應符合本項目隧道抗震等級的要求。采用全射流縱向通風，風機每2臺1組，相鄰兩組之間縱向間距120m。風機布置位置與各設備洞錯開。隧道射流風機設置見表5。隧道風機臺數(shù)的選擇依據(jù)：根據(jù)各工況下的最大需風量及隧道阻力按風機推力與對應風量進行風機臺數(shù)的選擇。隧道射流風機數(shù)量表隧道名稱項目數(shù)量單機功率總功率臺kWkW寸灘隧道左洞正常運營22244防火災8（含備用2臺）22176設置風機量8（含備用2臺）22176右洞正常運營22244防火災8（含備用2臺）22176設置風機量8（含備用2臺）221765.7系統(tǒng)設計通風控制系統(tǒng)由隧道監(jiān)控中心計算機系統(tǒng)、區(qū)域控制器（PLC）、隧道風機控制柜、CO/VI檢測儀、TW風速風向檢測器、傳輸通道和配有線箱、盒及其必要的附屬設備等組成。系統(tǒng)屬主從計算機分布式控制系統(tǒng)。隧道管理站設隧道通風控制計算機，隧道內(nèi)設區(qū)域控制器（PLC）和風機控制柜。風機控制柜內(nèi)有數(shù)據(jù)采集、處理裝置，并具有一定的控制功能。系統(tǒng)可反饋CO/VI檢測器、風速風向檢測器、風機設備的工作狀態(tài)并提供環(huán)境檢測器的故障信息。CO/VI檢測器通過一根屏蔽電纜將兩路4～20mA模擬量信號輸送至隧道內(nèi)就近區(qū)域控制機內(nèi)相應的模擬量輸入模塊，同時將VI信號有效、CO信號有效及設備故障信號輸入?yún)^(qū)域控制器（PLC）內(nèi)數(shù)字量輸入模塊。TW風速風向檢測器將風速以4～20mA信號輸送至區(qū)域風機控制柜內(nèi)相應的模擬量輸入模塊，并將風速有效信號輸入?yún)^(qū)域控制器（PLC）內(nèi)數(shù)字量輸入模塊。區(qū)域控制器（PLC）將接收的信號及計算的結(jié)果通過光纜送至隧道管理站通風控制計算機，同時接受隧道管理站下發(fā)的命令。風機控制柜將每組風機的手動/自動、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)信號輸入?yún)^(qū)域控制器（PLC）內(nèi)數(shù)字量輸入模塊；并接受區(qū)域風機控制柜下發(fā)的風機正反轉(zhuǎn)命令。（1）系統(tǒng)控制方式系統(tǒng)采用智能模糊控制通風控制。操作人員可以在現(xiàn)場直接對區(qū)域控制器（PLC）或風機控制柜進行操作，控制分為自動控制和手動控制兩種方式，系統(tǒng)中帶有火災發(fā)生后排煙控制方案提示，經(jīng)人工修正后可以對風機實行控制，也可以進行人工控制。計算機采集能見度CO/VI檢測儀、環(huán)行線圈檢測器（車輛檢測計）或火災報警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，決定打開或關閉風機。操作員根據(jù)情況通過計算機打開風機，出于對設備的保護和對人身安全的保障，設置的風機啟動延時，同組兩個風機之間延時20秒，兩組風機之間轉(zhuǎn)換延時為5分鐘。風機的控制模式一般在自動模式下，保證自動狀況下系統(tǒng)啟動運行時間最短的一組，使所有風機的總運行時間基本相同。通風系統(tǒng)與交通控制系統(tǒng)及火災報警系統(tǒng)應具備聯(lián)動功能。當隧道內(nèi)出現(xiàn)火災報警、交通阻塞、交通事故或隧道內(nèi)CO或VI（可見度）值嚴重超標時，在控制臺發(fā)出光報警信號，當值班人員確認后，將入口信號燈由綠燈變成紅燈，禁止車輛進入隧道。報警發(fā)生后，如果是火警系統(tǒng)將自動打開火情上方的水噴頭，如果是CO超標則會自動打開排氣風機，當VI過低時系統(tǒng)將調(diào)節(jié)隧道內(nèi)的燈光達到一個合適的亮度。（2）系統(tǒng)功能：1）通過隧道管理站計算機系統(tǒng)，按照控制原則，計算通風控制方案。2）通過隧道管理站計算機系統(tǒng)，按照計算的通風控制方案，自動控制隧道內(nèi)射流風機的運轉(zhuǎn)。3）通過隧道管理站計算機系統(tǒng)區(qū)分火災、交通阻塞、雙向行車，自動控制風機按預定方案運轉(zhuǎn)。4）綜合監(jiān)視畫面中除監(jiān)視風機、水泵、交通燈、照明回路工作狀態(tài)外，還能顯示現(xiàn)場緊急電話、區(qū)域廣播、火災地點，以及一氧化碳濃度、能見度、照度、水位值、電機電流值等模擬量參數(shù)，使操作人員一目了然地掌握隧道監(jiān)控系統(tǒng)全局狀況。5）當控制置于手動時：為操作員提供方案選擇菜單。能由操作員方便地操縱二臺射流風機組的運轉(zhuǎn)。6）CO、VI、TW檢測器能不間斷地檢測隧道內(nèi)的CO、能見度值和風速值，并將檢測參數(shù)傳送至區(qū)域控制器（PLC），區(qū)域控制器（PLC）能將信號進行處理轉(zhuǎn)換和存貯，并傳送給隧道管理站計算機系統(tǒng)。區(qū)域風機控制器一方面對實時采集的CO、VI、TW參數(shù)進行處理判斷，同時經(jīng)通訊設備將現(xiàn)場的各種信息傳送給隧道管理站計算機系統(tǒng)，進行統(tǒng)計、打印、并計算成相應的控制命令，通過區(qū)域控制器（PLC）和風機控制柜，控制隧道內(nèi)的各組風機。當中央控制計算機系統(tǒng)的計算機出現(xiàn)故障時，則改由手動操作如手動控制，操作人員的指令經(jīng)通訊設備實時傳送至區(qū)域控制器（PLC），再由風機控制柜去控制各組風機。當通訊設備故障時，區(qū)域控制器（PLC）本身能根據(jù)事先確定的控制方案控制各組風機。（3）通風控制通風控制按正常工況、阻滯工況和火災工況三種情況分別設計。正常工況——隧道在設計速度80km/h-30km/h狀況下正常運營時，開啟部分風機。當隧道行駛車輛速度下降，且環(huán)境衛(wèi)生要求不滿足要求時，根據(jù)實際需要，增加開啟風機數(shù)量，以保持隧道設計環(huán)境衛(wèi)生條件。阻滯工況——該工況下，阻滯的隧道的部分風機開啟，以保持隧道設計環(huán)境衛(wèi)生條件。當阻滯時間超過20min時，應暫時關閉隧道入口，限制車輛進入隧道?；馂墓r——火災發(fā)生時，火災隧道根據(jù)火災情況開啟全部風機，非火災點隧道部分或者全部啟動運行，風機通風保證火災臨界風速2.5m/s（方向與行車方向一致），防止煙氣倒流，同時相鄰隧道啟動入口端部分風機的分組（必要時，相鄰隧道出口端風機分組逆向運行），以保持其內(nèi)部正壓，為人員疏散和消防人員進入火災現(xiàn)場提供條件。人員及車輛疏散完畢后，進入滅火階段通風，滅火階段控制