某海底交通隧道防排煙設計方案

某海底交通隧道防排煙設計方案

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

2、匝道采用縱向通風排煙方案。

3、車道板下安全疏散樓梯采用加壓送風方案。

4、電纜通道不設置防排煙系統(tǒng)。

5、隧道輔助管理用房設置排煙、加壓送風系統(tǒng)。

一、防排煙設計標準

1、主隧道按無行人通行設計。

2、隧道火災工況考慮非交通阻塞工況火災及交通阻塞工況火災兩種火災場景。

3、本工程按照同一時間一處火災，且雙管隧道交通封閉，臨洞隧道交通只出不進。

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

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

6、隧道封閉段火災時，安全疏散通道前室設置獨立的機械加壓送風系統(tǒng),按照滿足余壓值30Pa進行設計，加壓送風量按照門洞風速 0.7m/s 取值。

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

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

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

二、隧道通風的排煙量

排煙風機在集中排煙系統(tǒng)中扮演著關鍵作用。在隧道火災發(fā)生時，排煙風機將火災產(chǎn)生的部分煙氣經(jīng)由排煙口及獨立排煙道排除。集中排煙模式中，排煙量是排煙風機的一個關鍵參數(shù)，是對應火災煙氣生成量的一個指標。排煙風機排煙量的選擇應該考慮以下因素：

(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)選擇的排煙量應能夠保證通風排煙系統(tǒng)的正常運行。本隧道中，排煙風機采用的是軸流風機。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 火災規(guī)模時，對應的合理排煙量為 200m3/s。

三、隧道通風排煙方案

1) 隧道通風排煙方案

本隧道工程采用雙豎井排風 + 射流風機+土建排煙風道方案。利用兩管盾構隧道上層空間設置專用排煙道，盾構段不設置射流風機，射流風機集中設置在明挖暗埋段。

2) 隧道煙控分段

由于隧道內(nèi)火災發(fā)生的位置具有不確定性，不同的火災位置與風機位置的遠近是不一樣的，為了更好地實現(xiàn)火災下所設定的排煙量，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。在盾構隧道所分成的三段中，可采用不同的排煙方案，以達到更好的控煙效果。

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

3）交通阻塞時火災控制策略

當火災發(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機及遠端排煙風機，開啟排煙井下通風口，開啟離火源最近的 2 個排煙口。開啟部分射流風機產(chǎn)生不小于火災誘導風速的風速控制煙氣流動，煙氣通過風塔排出。

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

當火災發(fā)生在匝道段 E6、W6 時，采取縱向排煙，開啟部分射流風機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，使火災點后方人員在通風系統(tǒng)控制下的無煙區(qū)域中安全撤離。根據(jù)火災點在隧道內(nèi)的位置于負坡段（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。

當火災發(fā)生在 B 匝道時，匝道內(nèi)射流風機正轉(zhuǎn)，避免煙氣回流，同時開啟西線火災點附近兩組電動排煙口，煙氣經(jīng)風道通過風塔排出。

5）隧道明挖段相鄰隧道通風

隧道橫通道與隧道連接處設置了防火門（車行橫通道設置了防火卷簾）。當主洞隧道發(fā)生火災時，相鄰隧道射流風機反轉(zhuǎn)，保證隧道內(nèi)正壓，避免煙氣串入。

6）隧道通風系統(tǒng)組成

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