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摘要：九岭山隧道是大庆至广州高速公路武吉段控制工程，长约5400米，单坡隧道。左右线通风负荷不平衡，为发挥下坡隧道的通风潜力，结合项目特点，通过分析，对原有初步设计方案进行调整，以降低隧道通风系统总体规模，减少建设及运营费用。

关键词：单坡隧道;通风负荷;通风潜力中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-07-311

九岭山隧道位于江西省西北部铜鼓县与宜丰县交界处，武宁至吉安高速公路中段，穿越九岭山主峰地段，进口标高376.7米，出口标高295.0米，且为并行双洞、单向交通的分离式隧道。隧道左线长度为5474米，单向坡，坡度+1.7%;隧道右线长度为5441米，单向坡，坡度-1.7%。

原初步设计，九岭山隧道左线为+1.3%单向坡，隧道右线为-1.3%单向坡。每小时换气次数取4次。隧道右线近远期均是稀释异味工况下所需风量最大，为409m3/s;隧道左线近期是稀释异味工况下所需风量最大，为411m3/s，远期是稀释烟雾工况下所需风量最大，为496m3/s。

通风方案采用隧道左线单斜井加射流风机纵向通风，右线全射流通风。

隧道左线采用设置单斜井轴流风机送排式加射流风机纵向通风方案，右线在拱顶设置联络风道与左线斜井连通，用于火灾工况下为右线隧道排烟。左线斜井将左线分成3582m与1839m两段，斜井长约850米，采用地上风机房。斜井内采用隔板将斜井分成送、排风井。送风机需要2台轴流风机，送风量为90m3/s，全压3.0Kpa，电机功率220Kw;排风机为3台排风轴流风机，送风量为125m3/s，全压2.1Kpa，电机功率380Kw。近期设置20台射流风机进行调压，远期设置32台射流风机进行调压。

右线采用全射流纵向式通风，正常通风时近期需要射流风机40台，远期需要射流风机38台.防灾情况下近远期均需要射流风机为24台.

从通风量分析，设计方案基本合理。但该方案的适应性较弱。在应付不同工况和交通组织模式的方面，其适应性较弱。一旦出现火灾，则不分段隧道排烟距离过长。一旦上坡隧道封闭，下坡隧道改为对向交通，则全隧道不再是下坡隧道，而有一半的车辆是上坡的。此时纯纵向通风效果较差。

施工图设计阶段，九岭山隧道调整纵坡，左线采用+1.7%单向坡，隧道右线采用-1.7%单向坡，隧道纵坡调整后，需风量增大且左右线通风负荷不平衡。左线近期稀释烟雾工况下所需风量最大，为418m3/s，远期稀释烟雾工况下所需风量最大，为634m3/s;右线近期稀释异味工况下所需风量最大，为309m3/s，远期稀异味工况下所需风量最大，为412m3/s。是原设计需风量的1.28倍，且左右线通风负荷比为1.54。

隧道贯通后，经过为期7天的实测，左线平均自然风速为3.68 m/s，其中最大自然风速为4.47 m/s，最小自然风速为3.4 m/s;右线平均自然风速为3.67 m/s，其中最大自然风速为4.33 m/s，最小自然风速为3.4 m/s，实测自然风速与原设计拟定自然风速相差很大，达到1.2 m/s。原设计的适用条件已发生变化。

原通风设计设计方案是在2005年设计的，对左线隧道进行分段通风，造成工程投资大，运营管理难度高，目前来看，不符合国家节能减排和环境保护的政策，存在局限性。

近年来特别是有学者提出双洞互补式通风方式，适用于4～6公里单坡隧道，左右线通风负荷不平衡的情况。此通风方式可以有效地发挥下坡隧道的通风潜力，减少了通风资源的浪费，使得通风系统总体规模大幅度降低，运营费用下降，经济效益显著。

九岭山隧道通风变更设计方案为双洞互补式网络通风方案，充分利用九岭山隧道原有的施工横洞，并改造作为用于交换空气的通风横通道，将两条隧道联系起来，构成双洞互补式通风系统，具体是将原有施工横洞由宽6.5米扩大至9.0米，高为5.0米扩大至7.2米，作为通风横通道，里面放置两台315Kw轴流风机作为送排风用，并利用原有左右线射流风机各30台，无需增加。构成互补式网络通风系统。

通过双洞互补式网络通风方案可以有效地利用隧道内部空间和下坡隧道富裕的通风能力。通过方案优化，左右洞总需风量由1046.65 m3/s降至856.95 m3/s，运营工况下需风量降低了18%，即使在左洞达到最高峰的排放量，同时右线也出现交通阻塞这一极端不利条件下，需风量也仅有856.95 m3/s。对于上坡隧道，由于通风阻力与风量的平方成正比，需风量的降低对于通风系统节能效果十分显著;对于下坡隧道，平时由换气控制，通风双洞双互，充分利用了富裕的新鲜空气，减少了通风资源浪费。需风量降低使得九岭山隧道在保证隧道内空气质量的前提下，通风系统总体规模大幅降低，运营费用下降，经济效益显著。同时，增加双洞换气风道后，通风方式更加灵活。近期可以关闭换气风道，双洞采用纯纵向通风，远期也可以在交通量不大时采用纯纵向通风，而在左洞通风困难时采用网络通风。可以说，该通风方案兼容了纯纵向通风方案，将来可操作性更强。

互补式通风方案防灾救援是重点，为了更好的实施隧道火灾救援，通过运用流体软件PHOENICS对采用互补式通风系统的九岭山隧道火灾工况通风过程进行数值模拟计算，通过分析隧道内的速度场、浓度场、温度场，验证了该隧道火灾事故通风的可靠性。

在确保隧道通风效果的前提下暂缓实施九岭山隧道通风井联络风道风机房及配套设施，大幅度降低初期投资成本和运营费用，并且有效提高工程进度，保护环境。九岭山隧道分段送排式通风方案总功率为3500KW器，其中轴流风机1580KW，射流风机1920KW;互补式网络通风方案风机总功率为2430KW， 其中轴流风机630KW，射流风机1800KW，风机总功率可节约1070KW，大大降低了本项目的通风规模，与斜井分段送排式通风方案相比，可以节约初期投资220万元;平均每年减少运营费用78万元。

费用项目通风方案工程项目工程费用（万元）土建费用斜井送排式通风斜井风机房1700互补式网络通风联络风道300设备费用斜井送排式通风通风及供电设备1200互补式网络通风通风及供电设备580年均运营费用斜井送排式通风互补式网络通风设备维护费142能源费用473运营管理费170设备维护费128能源费用426运营管理费153

参考文献

韩 直 方建勤 洪伟鹏等·《公路隧道节能技术》·人民交通出版社

作者简介：

贾传顺，男，1970.10.30出生，安徽无为，本科，高级工程师，研究方向：交通工程

（江西省交通研究设计院有限责任公司 南昌 330200）