公路隧道与地铁通风方式对比分析研究
摘 要：公路隧道与地铁的通风方式各有不同，但又有共通点；高速公路、城市道路等隧道通风方式有纵向式、半横向式、横向式；地铁通风方式有开式、闭式、屏蔽门式；海底隧道通风方式有纵向式。本文将对公路隧道与地铁通风方式现状及发展趋势进行分析对比研究。
关键词：公路隧道、地铁、通风方式、现状及发展趋势、对比分析研究
1.前言
隧道作为处于地下空间并与外界连通的线型建筑物，隧道通风作为保障安全具有非常重要的作用和意义。公路隧道的通风方式基本上有三种：全横向、半横向、纵向式。地铁的通风方式也有三种：开式、闭式、屏蔽门式。公路隧道与地铁的通风方式各有不同，但又有共通点，如：线形结构、封闭空间、温度高能耗大。其中，全横向和半横向通风方式主要用于单洞双向行车隧道，其防火排烟效果好，但土建投资大、运营成本高，需设风道和风机房。纵向式通风主要用于双洞单向行车隧道，其具有方式多样、选择灵活、受制约因素少、投资小、效果较好、运营成本低。
2.应用现状
按照公路隧道与地铁工程实例分类如下：国道317线鹧鸪山公路隧道、重庆巫奉高速公路摩天岭隧道、秦岭终南山高速公路隧道、大别山高速公路隧道、上海北翟路快速路隧道、昆明地铁、成都地铁1号线、青岛地铁2号线、厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道等。
①国道317线鹧鸪山隧道全长4423m，单洞双向，采用平导型半横向式通风，平行导洞与主隧道相距约30m，隧道与平导间有9条横通道，根据交通量的大小，隧道前期采用全射流通风方式，而中、远期采用平导压入分段纵向式通风。
②重庆巫奉高速公路摩天岭隧道全长7360m，双洞单向，左右线分别有一个通风斜井，其中一号斜井长1351.71m为亚洲第一长斜井。采用“斜井送排式+
射流风机纵向式”的分段送排式通风，其中左右线斜井处各有一个地下风机房，近期设置4台轴流风机，远期设置8台轴流风机。
③秦岭终南山高速公路隧道全长18.02km，双洞单向，竖井的最大深度达661米，直径达12.4米。采用三竖井送排式纵向通风，其中全部风道累计长度4965米，共设置轴流风机32台。
④大别山高速公路隧道全长4905米，双洞单向，通过联络横通道采用双洞互补式通风方式。
⑤上海北翟路快速路隧道全长1780m，分隔带中每隔10米设置1个通风口。采用全线自然通风方式。
⑥昆明地铁基于四季如春的气候特点，采用单风井单活塞机械通风开式系统，在地下车站公共区不设空调，仅设机械通风，并在站台设置全高安全门，充分利用活塞风效应及自然风调节温度。
⑦成都地铁1号线的南部区间隧道采用顶部开口的自然通风模式，通过列车的活塞风与外界进行空气交换，以达到隧道降温和通风的目的。
⑧青岛地铁2号线一期的西镇站与二期的瓦屋庄站之间全长8278m，此段线路中部下穿胶州湾湾口海域，海面宽约4000m，海底段隧道采用三孔隧道方式，设左、右正线两条主隧道，另设一条服务隧道，每隔600 m隧道间设置横通道与服务隧道相连，该服务隧道用于事故时人员的疏散及救援，采用活塞风加机械风的方式进行正压送风。
⑨厦门翔安海底隧道全长6.05km，双向六车道，最深处位于海平面下约70 m，隧道左右线各设通风竖井1座，共设13组39台射流风机。
⑩青岛胶州湾海底隧道全长约3.95 km，双向六车道。设置3处通风井，及24组72台射流风机。采用“纵向式射流+洞口竖井送排”的分段式通风方式。
3.发展趋势
在公路隧道和地铁等采用的互补式、半横向式、纵向式、竖/斜井式、自然式等通风形式，正逐渐向节能型、集约型的方向发展。
①纵向机械式
对于双洞单向行车隧道，通过设置竖/斜井、地下风机房、轴流风机、射流风机等，采用“竖/斜井轴流风机+纵向式射流风机”的分段式通风方案。如：重
庆巫奉高速公路摩天岭隧道、秦岭终南山高速公路隧道、厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道。
②纵向半横向机械式
对于单洞双向行车隧道，通过设置平行于隧道主洞的导洞、隧道两端的风机房、轴流风机、射流风机等，采用“纵向式射流风机+半横向式轴流风机”的平行导洞正压送风分段式通风方案。如：国道317线鹧鸪山隧道、青岛地铁2号线及在建的国道303线巴朗山隧道、国道317线雀儿山隧道。其中，大别山高速公路隧道，将两个主洞互相视为导洞，采用互补式通风方式，该理论已在工程中应用，其适用性及具体运行模式处于进一步的研究中。
③自然机械混合式
地铁的隧道部分和地下站台部分采用屏蔽门式系统，但通风系统和空调系统的土建和设备的造价高，因此在地下站采用开式系统成了新的方向，在地铁隧道采用纵向式通风，在地下车站采用活塞风交换。如：昆明地铁、成都地铁1号线。其中，上海北翟快速路隧道采用自然通风方式进行空气和热量交换。
4.结语
采取何种通风方式是由结构形式、交通流量、行车方式、施工方法等因素决定的，因此：
①对于双洞单向行车的隧道，包括5km长的海底隧道，采用的通风方式多为纵向式。
②对于单洞双向行车的隧道，包括山岭公路隧道和海底地铁隧道，采用的平行导洞或服务洞的纵向半横式。
③对于地铁的通风系统和空调系统，在山岭隧道或海底隧道部分，在没有平行导洞或服务洞时，可以采取全射流纵向式通风方式；在车站部分可以把车站位置的隧道视作平行导洞或服务洞，通过车辆活塞风与可调式屏蔽门在站台层进行通风交换，还可以把地铁隧道独立的左右洞互相视为导洞，采取互补式通风。
参考文献：
[1] 曾艳华、李永林、何川.，鹧鸪山隧道防灾救援通风研究[J].现代隧道技术.2004（10）.
[2] 重庆巫山—奉节高速公路隧道通风工程施工图设计，
[3] 蒋学猛.公路隧道双洞互补式通风适用性及应用研究.长安大学.桥梁与隧道工程.2014.
[4] 曹树勇.青岛地铁2号线过海隧道通风及防排烟设计初步方案[J] .铁道标准设计.2010.
[5] 石京伟.翔安海底隧道火灾工况下通风排烟方案设计[J] .铁道建筑.2013（3）.
[6] 邓欣、屈志豪、涂耘.胶州湾特长海底隧道通风方案研究.全国公路隧道学术会议论文集.2009（1）.
公路隧道与地铁通风方式对比分析研究
摘 要：公路隧道与地铁的通风方式各有不同，但又有共通点；高速公路、城市道路等隧道通风方式有纵向式、半横向式、横向式；地铁通风方式有开式、闭式、屏蔽门式；海底隧道通风方式有纵向式。本文将对公路隧道与地铁通风方式现状及发展趋势进行分析对比研究。
关键词：公路隧道、地铁、通风方式、现状及发展趋势、对比分析研究
1.前言
隧道作为处于地下空间并与外界连通的线型建筑物，隧道通风作为保障安全具有非常重要的作用和意义。公路隧道的通风方式基本上有三种：全横向、半横向、纵向式。地铁的通风方式也有三种：开式、闭式、屏蔽门式。公路隧道与地铁的通风方式各有不同，但又有共通点，如：线形结构、封闭空间、温度高能耗大。其中，全横向和半横向通风方式主要用于单洞双向行车隧道，其防火排烟效果好，但土建投资大、运营成本高，需设风道和风机房。纵向式通风主要用于双洞单向行车隧道，其具有方式多样、选择灵活、受制约因素少、投资小、效果较好、运营成本低。
2.应用现状
按照公路隧道与地铁工程实例分类如下：国道317线鹧鸪山公路隧道、重庆巫奉高速公路摩天岭隧道、秦岭终南山高速公路隧道、大别山高速公路隧道、上海北翟路快速路隧道、昆明地铁、成都地铁1号线、青岛地铁2号线、厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道等。
①国道317线鹧鸪山隧道全长4423m，单洞双向，采用平导型半横向式通风，平行导洞与主隧道相距约30m，隧道与平导间有9条横通道，根据交通量的大小，隧道前期采用全射流通风方式，而中、远期采用平导压入分段纵向式通风。
②重庆巫奉高速公路摩天岭隧道全长7360m，双洞单向，左右线分别有一个通风斜井，其中一号斜井长1351.71m为亚洲第一长斜井。采用“斜井送排式+
射流风机纵向式”的分段送排式通风，其中左右线斜井处各有一个地下风机房，近期设置4台轴流风机，远期设置8台轴流风机。
③秦岭终南山高速公路隧道全长18.02km，双洞单向，竖井的最大深度达661米，直径达12.4米。采用三竖井送排式纵向通风，其中全部风道累计长度4965米，共设置轴流风机32台。
④大别山高速公路隧道全长4905米，双洞单向，通过联络横通道采用双洞互补式通风方式。
⑤上海北翟路快速路隧道全长1780m，分隔带中每隔10米设置1个通风口。采用全线自然通风方式。
⑥昆明地铁基于四季如春的气候特点，采用单风井单活塞机械通风开式系统，在地下车站公共区不设空调，仅设机械通风，并在站台设置全高安全门，充分利用活塞风效应及自然风调节温度。
⑦成都地铁1号线的南部区间隧道采用顶部开口的自然通风模式，通过列车的活塞风与外界进行空气交换，以达到隧道降温和通风的目的。
⑧青岛地铁2号线一期的西镇站与二期的瓦屋庄站之间全长8278m，此段线路中部下穿胶州湾湾口海域，海面宽约4000m，海底段隧道采用三孔隧道方式，设左、右正线两条主隧道，另设一条服务隧道，每隔600 m隧道间设置横通道与服务隧道相连，该服务隧道用于事故时人员的疏散及救援，采用活塞风加机械风的方式进行正压送风。
⑨厦门翔安海底隧道全长6.05km，双向六车道，最深处位于海平面下约70 m，隧道左右线各设通风竖井1座，共设13组39台射流风机。
⑩青岛胶州湾海底隧道全长约3.95 km，双向六车道。设置3处通风井，及24组72台射流风机。采用“纵向式射流+洞口竖井送排”的分段式通风方式。
3.发展趋势
在公路隧道和地铁等采用的互补式、半横向式、纵向式、竖/斜井式、自然式等通风形式，正逐渐向节能型、集约型的方向发展。
①纵向机械式
对于双洞单向行车隧道，通过设置竖/斜井、地下风机房、轴流风机、射流风机等，采用“竖/斜井轴流风机+纵向式射流风机”的分段式通风方案。如：重
庆巫奉高速公路摩天岭隧道、秦岭终南山高速公路隧道、厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道。
②纵向半横向机械式
对于单洞双向行车隧道，通过设置平行于隧道主洞的导洞、隧道两端的风机房、轴流风机、射流风机等，采用“纵向式射流风机+半横向式轴流风机”的平行导洞正压送风分段式通风方案。如：国道317线鹧鸪山隧道、青岛地铁2号线及在建的国道303线巴朗山隧道、国道317线雀儿山隧道。其中，大别山高速公路隧道，将两个主洞互相视为导洞，采用互补式通风方式，该理论已在工程中应用，其适用性及具体运行模式处于进一步的研究中。
③自然机械混合式
地铁的隧道部分和地下站台部分采用屏蔽门式系统，但通风系统和空调系统的土建和设备的造价高，因此在地下站采用开式系统成了新的方向，在地铁隧道采用纵向式通风，在地下车站采用活塞风交换。如：昆明地铁、成都地铁1号线。其中，上海北翟快速路隧道采用自然通风方式进行空气和热量交换。
4.结语
采取何种通风方式是由结构形式、交通流量、行车方式、施工方法等因素决定的，因此：
①对于双洞单向行车的隧道，包括5km长的海底隧道，采用的通风方式多为纵向式。
②对于单洞双向行车的隧道，包括山岭公路隧道和海底地铁隧道，采用的平行导洞或服务洞的纵向半横式。
③对于地铁的通风系统和空调系统，在山岭隧道或海底隧道部分，在没有平行导洞或服务洞时，可以采取全射流纵向式通风方式；在车站部分可以把车站位置的隧道视作平行导洞或服务洞，通过车辆活塞风与可调式屏蔽门在站台层进行通风交换，还可以把地铁隧道独立的左右洞互相视为导洞，采取互补式通风。
参考文献：
[1] 曾艳华、李永林、何川.，鹧鸪山隧道防灾救援通风研究[J].现代隧道技术.2004（10）.
[2] 重庆巫山—奉节高速公路隧道通风工程施工图设计，
[3] 蒋学猛.公路隧道双洞互补式通风适用性及应用研究.长安大学.桥梁与隧道工程.2014.
[4] 曹树勇.青岛地铁2号线过海隧道通风及防排烟设计初步方案[J] .铁道标准设计.2010.
[5] 石京伟.翔安海底隧道火灾工况下通风排烟方案设计[J] .铁道建筑.2013（3）.
[6] 邓欣、屈志豪、涂耘.胶州湾特长海底隧道通风方案研究.全国公路隧道学术会议论文集.2009（1）.