某海底交通隧道防排煙設(shè)計方案

某海底交通隧道防排煙設(shè)計方案

1、某橫跨南北兩岸的海底隧道，主隧道通風(fēng)系統(tǒng)采用雙豎井排風(fēng) + 射流風(fēng)機(jī)+土建排煙風(fēng)道方案。主隧道根據(jù)火災(zāi)點(diǎn)位置不同采用分段縱向或定點(diǎn)排煙方案。

2、匝道采用縱向通風(fēng)排煙方案。

3、車道板下安全疏散樓梯采用加壓送風(fēng)方案。

4、電纜通道不設(shè)置防排煙系統(tǒng)。

5、隧道輔助管理用房設(shè)置排煙、加壓送風(fēng)系統(tǒng)。

一、防排煙設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

1、主隧道按無行人通行設(shè)計。

2、隧道火災(zāi)工況考慮非交通阻塞工況火災(zāi)及交通阻塞工況火災(zāi)兩種火災(zāi)場景。

3、本工程按照同一時間一處火災(zāi)，且雙管隧道交通封閉，臨洞隧道交通只出不進(jìn)。

4、根據(jù)《公路隧道通風(fēng)設(shè)計細(xì)則》（JTG/T D70/2-02-2014）及公安部四川消防研究所的防災(zāi)專題報告、結(jié)合預(yù)測交通量和車輛類型等確定隧道火災(zāi)最大熱釋放率為 50MW。

5、隧道發(fā)生火災(zāi)時能迅速組織氣流、有效排煙，排煙風(fēng)速根據(jù)火災(zāi)點(diǎn)位置不同啟動不同的排煙方案。

6、隧道封閉段火災(zāi)時，安全疏散通道前室設(shè)置獨(dú)立的機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng),按照滿足余壓值30Pa進(jìn)行設(shè)計，加壓送風(fēng)量按照門洞風(fēng)速 0.7m/s 取值。

7、排煙風(fēng)機(jī)必須能在 250℃環(huán)境條件下連續(xù)正常運(yùn)行不小于 1.0h，排煙管道的耐火極限不應(yīng)低于1.0h。

8、隧道輔助管理用房區(qū)超過 20 米內(nèi)走道考慮機(jī)械排煙；超過 50m2的經(jīng)常有人停留房間考慮機(jī)械排煙。機(jī)械排煙排煙量根據(jù)建筑面積按1m3/(m2.min)計算，同時采用機(jī)械補(bǔ)風(fēng)，補(bǔ)風(fēng)量不少于排煙量的 50％。排煙口距最不利排煙點(diǎn)的煙氣流動水平距離不得超過 30m，排煙風(fēng)口與安全疏散出口的水平距離不應(yīng)小于1.5m。

9、隧道輔助管理用房區(qū)封閉樓梯間、防煙樓梯間設(shè)置加壓送風(fēng)系統(tǒng)，余壓值按照 40～50Pa 進(jìn)行設(shè)計。

二、隧道通風(fēng)的排煙量

排煙風(fēng)機(jī)在集中排煙系統(tǒng)中扮演著關(guān)鍵作用。在隧道火災(zāi)發(fā)生時，排煙風(fēng)機(jī)將火災(zāi)產(chǎn)生的部分煙氣經(jīng)由排煙口及獨(dú)立排煙道排除。集中排煙模式中，排煙量是排煙風(fēng)機(jī)的一個關(guān)鍵參數(shù)，是對應(yīng)火災(zāi)煙氣生成量的一個指標(biāo)。排煙風(fēng)機(jī)排煙量的選擇應(yīng)該考慮以下因素：

(1)滿足煙氣控制要求，提供的排煙量可以在一段時間內(nèi)將煙氣蔓延有效的控制在一定范圍內(nèi)；

(2)選擇的排煙量應(yīng)能夠保證通風(fēng)排煙系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本隧道中，排煙風(fēng)機(jī)采用的是軸流風(fēng)機(jī)。結(jié)合排煙量的理論計算及排煙量的數(shù)值模擬 CFD 結(jié)果，本隧道 50MW 火災(zāi)規(guī)模時，對應(yīng)的合理排煙量為 200m3/s。

三、隧道通風(fēng)排煙方案

1) 隧道通風(fēng)排煙方案

本隧道工程采用雙豎井排風(fēng) + 射流風(fēng)機(jī)+土建排煙風(fēng)道方案。利用兩管盾構(gòu)隧道上層空間設(shè)置專用排煙道，盾構(gòu)段不設(shè)置射流風(fēng)機(jī)，射流風(fēng)機(jī)集中設(shè)置在明挖暗埋段。

2) 隧道煙控分段

由于隧道內(nèi)火災(zāi)發(fā)生的位置具有不確定性，不同的火災(zāi)位置與風(fēng)機(jī)位置的遠(yuǎn)近是不一樣的，為了更好地實現(xiàn)火災(zāi)下所設(shè)定的排煙量，更好地組織煙氣排離行車道，將隧道按照坡度及排煙道位置分成 6個控制段，如下所示：

①隧道不設(shè)置排煙口的入口段與出口段（西線隧道的W1段、W5段和東線隧道的E1 段、E5段）；

②盾構(gòu)隧道段（即排煙道）分成三段，即西線隧道的 W2段、W3段、W4段，東線隧道的 E2 段、E3 段、E4 段。在盾構(gòu)隧道所分成的三段中，可采用不同的排煙方案，以達(dá)到更好的控?zé)熜Ч?/span>

③隧道匝道的煙氣控制模式主要是縱向通風(fēng)，因此將隧道匝道獨(dú)立設(shè)置成一個煙控段，對應(yīng)東西線分別取 W6和E6。

3）交通阻塞時火災(zāi)控制策略

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在入口段的 E1、W1 段時，采用上游單向排煙，開啟離火源最近的排煙風(fēng)機(jī)及遠(yuǎn)端排煙風(fēng)機(jī)，開啟排煙井下通風(fēng)口，開啟離火源最近的 2 個排煙口。開啟部分射流風(fēng)機(jī)產(chǎn)生不小于火災(zāi)誘導(dǎo)風(fēng)速的風(fēng)速控制煙氣流動，煙氣通過風(fēng)塔排出。

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在出口段 E5、W5 時，采取縱向排煙，開啟部分射流風(fēng)機(jī)直接將煙氣從車輛行駛方向的出洞口方向排出隧道。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在兩風(fēng)塔之間的盾構(gòu)段或南岸設(shè)置土建排煙風(fēng)道的暗埋段E2~E4、W2~W4 時，火災(zāi)時交通阻塞，車行緩慢，火災(zāi)發(fā)生在阻塞段之間，此時火災(zāi)點(diǎn)前后車輛均不能快速撤離，利用上層空間設(shè)置的土建排煙風(fēng)道，根據(jù)火災(zāi)發(fā)生不同位置，開啟火災(zāi)點(diǎn)附近的位置的 6 組電動排煙風(fēng)口（不同工況，不同啟動電動排煙風(fēng)口方案），將煙氣經(jīng)風(fēng)道通過風(fēng)塔迅速排出。其中E3、W3 是雙向排煙，E2/E4、W2/W4 為單向排煙。

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在匝道段 E6、W6 時，采取縱向排煙，開啟部分射流風(fēng)機(jī)直接將煙氣從匝道洞口方向排出隧道。

4）交通暢通時縱向通風(fēng)排煙策略

若交通順暢，此時采用縱向排煙，既可有效控制煙氣流向，使火災(zāi)點(diǎn)后方人員在通風(fēng)系統(tǒng)控制下的無煙區(qū)域中安全撤離。根據(jù)火災(zāi)點(diǎn)在隧道內(nèi)的位置于負(fù)坡段（西線 W1，東線 E1）、平坡和正坡段（西線 W2/W3，東線 E2/E3）分別提供不同的臨界排煙風(fēng)速將煙氣抑制在火源下游，稀釋煙氣濃度及降低火源附近煙氣溫度。

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在 B 匝道時，匝道內(nèi)射流風(fēng)機(jī)正轉(zhuǎn)，避免煙氣回流，同時開啟西線火災(zāi)點(diǎn)附近兩組電動排煙口，煙氣經(jīng)風(fēng)道通過風(fēng)塔排出。

5）隧道明挖段相鄰隧道通風(fēng)

隧道橫通道與隧道連接處設(shè)置了防火門（車行橫通道設(shè)置了防火卷簾）。當(dāng)主洞隧道發(fā)生火災(zāi)時，相鄰隧道射流風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)，保證隧道內(nèi)正壓，避免煙氣串入。

6）隧道通風(fēng)系統(tǒng)組成

根據(jù)通風(fēng)計算，風(fēng)塔設(shè)置在北盾構(gòu)井位置，風(fēng)機(jī)房內(nèi)設(shè)置4臺風(fēng)機(jī)；南盾構(gòu)井位于海中央，南岸風(fēng)塔移位設(shè)置在明挖段靠近岸邊，風(fēng)機(jī)房內(nèi)設(shè)置4臺風(fēng)機(jī)。東線隧道第一段設(shè)置3組12臺射流風(fēng)機(jī)，第二段設(shè)置3組12臺射流風(fēng)機(jī)，共6組24臺射流風(fēng)機(jī)；西線隧道第一段設(shè)置5組20臺射流風(fēng)機(jī)，第二段設(shè)置1組4臺射流風(fēng)機(jī)，共 6組24臺射流風(fēng)機(jī)。