特长铁路隧道通风设计问题探讨论文
在铁路隧道工程建设中，隧道运营通风的设计将直接影响隧道的运营环境、救灾功能以及运营效益等。隧道通风设计是整个铁路运输系统需要解决好的关键。本文主要从铁路隧道通风方式的选择、铁路隧道污浊空气的稀释标准以及竖井送排式通风的通风问题三个方面对特长铁路隧道通风设计的相关问题进行阐述。
概述
近年来，我国铁路运输事业发展速度迅猛。其中，铁路隧道通风建设是铁路运输系统的重要组成部分，隧道通风方案的优劣以及运营效果的好坏将对铁路隧道的救灾工程、运营安全以及运营效益产生直接影响。因此，铁路隧道的通风设计越来越受到重视。铁路隧道通风是指向隧道内引入新鲜空气，及时排除内燃、蒸汽机车通过长大铁路隧道时排除的烟气和热量的过程。铁路隧道通风设计有助于保障乘客和机车车辆乘务人员的安全，减缓隧道内钢轨、扣件、结构物等的设备腐蚀程度，提高机车牵引力的作用。
铁路隧道通风方式的选择问题
铁路隧道通风方式的选择是完成铁路隧道通风设计工作的重要组成部分。目前铁路隧道通风按照通风方式分为自然通风和机械通风。
1.自然通风
铁路隧道自然通风是指利用自然风和列车的活塞风将隧道内的污浊空气及时排除的通风方式。铁路隧道由于洞外和洞内的.气温不同以及隧道两端海拔高度不同，产生气压差，引起铁路隧道内空气的流动。尤其是列车通过单线隧道时，会产生与列车同方向的气流，即活塞风。这些因素引起的空气流动均成为自然通风。铁路隧道自然通风方式一般适用于短距离隧道，隧道距离一般在1.5km以下。
2.机械通风
铁路隧道机械通风一般采用纵向通风方式，即利用风机将隧道内的污浊空气从隧道一端吹向另一端，机械通风设施主要有风机、通风机房、动力设备、通风道以及帘幕等。风机等通风设备一般多设在低隧道口处。按照相关规定在1.5~3km的铁路隧道可采用机械无幕帘通风方式;3~4km铁路隧道在条件允许的条件下宜采用机械幕帘通风;4~7.5km铁路隧道应采用机械帘幕通风方式;7.5km以上特长铁路隧道通风，由于受到列车通过时间间隔以及机械通风风速的影响，必须在列车行车间隔时间内排出隧道的污浊空气，一般采用纵向分段式通风，即利用隧道的竖井、横洞或斜井等作为通风道，利用铁路隧道内分段设置的风机，进行铁路隧道送排风。铁路隧道机械通风的风源一般均采用大风量轴流通风机供风。相比于半横向式、横向式等通风方式，纵向式通风在风机设备及动力方面是最经济的一种通风方式。
关于铁路隧道污浊空气的稀释标准
铁路隧道内污浊空气的稀释标准是隧道通风设计的重要依据，既影响隧道通风方案的选择，又影响隧道建设的投资规模以及建成后的运营费用及隧道环保。
隧道内有害气体主要来自于隧道机动车的排放物，包括CO、NOX、HC、颗粒物等。隧道通风主要控制的是CO、NO2、颗粒物，其中CO对人体健康的影响最为突出。根据《铁路隧道营运通风设计规范》(TB10068-2010)的规定，列车通过隧道后15min内，空气中浓度NO2应在5mg/m3以下。当铁路隧道海拔高度小于2000m时，CO浓度应在30mg/m3以下;当隧道海拔在2000m~3000m之间时，CO浓度应在20 mg/m3以下，当海拔大于3000m时，CO浓度应在15 mg/m3以下，否则会对人体健康造成严重的伤害。
竖井送排式通风的通风问题
1.竖井送排式通风模式
目前我国特长铁路隧道通风一般采用纵向式通风方式，在通排风设计时充分利用施工竖井、斜井、平行导坑或横洞等辅助坑道。其中，竖井送排式是应用较为普遍的一种方式。竖井送排式通风模式是指在特长铁路隧道通风设计时，充分利用施工竖井作为隧道通风和排烟的风井之用，在风井内布设通排风风机。
2. 关于通风短路问题的讨论
特长铁路隧道通风的施工竖井普遍存在距离隧道出入口较近的问题，竖井轴流机无论是送风还是排风，由于风量加在风口两侧方向上，降低了风机提供区间隧道“推-拉”纵向排烟的效率，在隧道出入口处形成通风短路，使得区间内纵向排烟风速难以达到标准风速要求。为解决分段式纵向通风隧道出入口通风短路问题，增强隧道内纵向排风效果，可以在铁路隧道出入口位置设置射流风机，形成隧道竖井送排式与射流风机相组合的通风模式，主隧道和竖井形成多入口、多出口的通风体系。
结论
隧道运营通风的设计将直接影响隧道的运营环境、救灾功能以及运营效益。我国铁路隧道通风的关键技术取得了很大的进展，充分发挥其对铁路隧道通风设计的指导作用。