06-2隧道安全运行保障系统-副本课件

提纲汽车排放物隧道通风313233空气中有害物质容许浓度34通风方式及其选择第一页，共41页。汽车排放物汽车排放对人体健康的影响1、一氧化碳（CO）CO是无色无嗅的气体，它是一种窒息性的有毒气体，由于CO和血液中有输氧能力的血红素蛋白（Hb）的亲和力，比氧气和Hb的亲和力大200~300倍，因而，CO能很快和Hb结合形成碳氧血红素蛋白（CO-Hb），使血液的输氧能力大大降低使心脏、头脑等重要器官严重缺氧，引起头晕、恶心、头痛等症状，轻度是使中枢神经系统受损，慢性中毒，严重时会使心血管工作困难，直至死亡。为保护不受CO的毒害，将24小时内吸收的CO的浓度限制在5×10-6以内。第二页，共41页。汽车排放汽车排放对人体健康的影响2、碳氢化合物（HC）碳氢化合物（也称烃类）包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物，如苯、醛、稀和多环芳香族碳氢化合物等200多种复杂成分。甲烷气体无毒性。当甲醛、丙稀醛等醛类气体浓度超过1×10-6时，就会对眼、呼吸道和皮肤有强烈的刺激作用，浓度超过25×10-6时，就会引起头晕、恶心、红血球减少、贫血。苯是无色气体，但有特殊气味。应当引起注意的是带多环的多芳香烃，如苯比芘及硝基稀，是强烈致癌物质。烃类成分还是引起光化学烟雾的重要物质。第三页，共41页。汽车排放汽车排放对人体健康的影响3、氮氧化物（NOx）氮氧化物是燃烧过程中形成的多种氮氧化物，如NO、NO2、N2O3、N2O5等，总称NOx。在内燃机中主要是NO，约占95%，其次是NO2，占5%。NO是无色无味气体，只有轻度刺激性，毒性不大，高浓度时会造成中枢神经系统轻度障碍，NO可以被氧化成NO2。NO2是一种棕红色强烈刺激性的有毒气体，其含量为0.1×10-6时即可嗅到，1×10-6~4×10-6就感到恶臭，它对人体健康毒害较大。NO2吸入人体后，和血液中的血红素蛋白（Hb）结合，使血液输氧能力下降，对心、肝、肾都会有影响，还会使植物枯黄。但NO2较易扩散，遇水易溶解。第四页，共41页。汽车排放汽车排放对人体健康的影响4、光化学烟雾HC和NOX在强的阳光下会生成臭氧（O3）和过氧酰基硝酸盐（PAN），即浅兰色的光化学烟雾，它是一种强烈刺激性有毒气体的二次污染物。光化学烟雾中的O3是强氧化剂，能使植物变黑直至枯死，能使橡胶开裂，它有特殊的臭味，其嗅觉阀值为0.02×10-6，1×10-6接触一小时会引起气喘、慢性中毒，5×10-6浓度下30分钟就会使人致死。第五页，共41页。汽车排放汽车排放对人体健康的影响5、微粒微粒（也称颗粒）对人体的健康的危害程度和颗粒的大小及组成有关。微粒越小，悬浮在空气中的时间越长，它们进入人体肺部后停滞在肺部及支气管中的比例越大，危害越大。小于0.1微米的颗粒能在空气中作随机运动，进入肺部并附着在肺细胞的组织中，有些还会被血液吸收。0.1~0.5微米的微粒能深入肺部并粘附在肺叶表面的粘液中，随后被绒毛所清除。大于5微米的微粒常在鼻部受阻，不能进入呼吸道，大于10微米的微粒可以排出体外。微粒除了对人体的呼吸系统有害外，由于微粒存在孔隙能粘附SO2、未燃HC、NO2等有毒物质或苯丙芘等致癌物质，因而对人体的健康造成更大的危害。第六页，共41页。提纲汽车排放物隧道通风313233空气中有害物质容许浓度34通风方式及其选择第七页，共41页。隧道通风1、隧道内污染的形成2、改善隧道内污染的途径3、隧道通风设计要考虑的主要问题第八页，共41页。隧道通风1.隧道内污染的形成 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 期间：爆破、施工设备、瓦斯。运营期间：汽车排放出的废气，CO和烟雾。隧道内突发事件的产生：火灾、消防、交通混乱。第九页，共41页。隧道施工中的污染第十页，共41页。隧道施工中的污染第十一页，共41页。隧道通风2.改善隧道内污染的途径消除污染源---改造汽车(安装三元催化器)。使用滤毒滤烟设备，还原被污染空气。将污染空气稀释到容许浓度值以下。进行突发事件应急 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 研究、隧道结构研究、路面结构研究。第十二页，共41页。隧道通风3.隧道通风设计要考虑的主要问题空气中有害物质的容许浓度：人的忍受程度、行车安全视距。需风量计算问题：交通量和排放量。自然通风的能力。机械通风方式的讨论。通风方式及通风设备选择：经济性和耐久性。第十三页，共41页。提纲汽车排放物隧道通风313233空气中有害物质容许浓度34通风方式及其选择第十四页，共41页。空气中有害物质容许浓度1.确定隧道内污染空气中有害物的设计浓度需要研究的问题对汽车排放CO量的研究对汽车排放烟雾量及透明度的研究人在污染空气中的适应能力分别研究CO设计浓度和烟雾设计浓度第十五页，共41页。空气中有害物质容许浓度2.CO设计浓度⑴有害气体浓度的表示：单位体积被污染空气中含有害气体体积。第十六页，共41页。空气中有害物质容许浓度⑵不同浓度CO对人体健康的影响第十七页，共41页。空气中有害物质容许浓度⑶CO设计浓度：与隧道长度和通风方式有关隧道长度（m）纵向通风方式300ppm250ppm全横向和半横向通风方式250ppm200ppm人车混合通行隧道150ppm100ppm第十八页，共41页。空气中有害物质容许浓度3、烟雾设计浓度⑴烟雾浓度定义：通过测定光线在烟雾中的透过率来表示。透过率是光线在污染空气中的透过量与在洁净空气中的透过量之比。式中：分别为同一光源的光通过污染空气和洁净空气后的照度。则烟雾浓度K为：第十九页，共41页。空气中有害物质容许浓度烟雾浓度K为式中：是光源光穿过lm厚的容许透光率，在隧道通风与照明中，取l＝100m，故其容许浓度第二十页，共41页。空气中有害物质容许浓度⑵司机对烟雾浓度舒适度的评价当烟雾浓度，透过率（l＝100m）和车速不同，对舒适程度的不同，下表是行车速度为40km/h时，司机对舒适水平的主观评价司机对对烟雾浓度的舒适度评价第二十一页，共41页。空气中有害物质容许浓度⑶烟雾设计浓度：与光源和车速有关当烟雾浓度达到0.012l/m时，应考虑采取交通管制措施。隧道内进行养护维修时，烟雾浓度不大于0.0035l/m。第二十二页，共41页。空气中有害物质容许浓度4、其他有害物质⑴氮氧化物：柴油机主要排放的有害物质，据调查，平均浓度为20mg/m3(接触45分钟)，只有少数人出现不适感，当平均浓度为55mg/m3，全部人员有不适感。⑵丙烯醛：是一种无色挥发性液体，对眼睛和呼吸道粘膜有剧烈刺激作用，如流泪等。⑶二氧化硫：为具有强烈幸辣刺激性气味的气体，进入呼吸道后形成硫酸和亚硫酸，引起各种炎症。⑷这些有害物质的含量与CO和烟雾含量相比较小第二十三页，共41页。提纲汽车排放物隧道通风313233空气中有害物质容许浓度34通风方式及其选择第二十四页，共41页。通风方式及其选择一、通风方式通风方式车道空间的空气流动自然通风自然风机械通风交通风(活塞风)一般不稳定交通量有关(车速等)纵向通风横向通风半横向通风组合通风第二十五页，共41页。通风方式及其选择二、如何选择通风方式确定所需风量：根据车流量、车辆排放物容限。优先考虑自然通风是否满足使用要求。选择通风方式。第二十六页，共41页。通风方式及其选择三、通风方式选择与多种因素有关隧道类型：山岭隧道、城市隧道、水底隧道交通量：近期、远期、某年限的交通量经济问题：工程费、维修费和养护费地质、气候和周围环境的影响：大断面开挖的可行性第二十七页，共41页。通风方式及其选择1、自然通风利用自然因素和车辆通过隧道时的活塞作用，引起隧道内空气流动，吸入清新空气，排出污染物质。自然风的变化是复杂而不稳定的。但是作为机械通风时的辅助作用，却不应忽视，至少可以调节通风机的转数，有利于节能。第二十八页，共41页。通风方式及其选择1、自然通风自然风压隧道两端洞口的水平气压差。隧道内外温度差。隧道外大气气象风。交通风压空气存在惯性和粘性，汽车在隧道行驶，将车辆前方的部分空气挤出隧道，从隧道入口吸入清新空气。第二十九页，共41页。通风方式及其选择2、机械通风利用机械通风设备，将新鲜空气强行送入隧道，稀释污染物并将其排出隧道。（1）纵向式通风：不设专门送、排风道。通风气流沿隧道轴向流动，是从一个洞口直接引进新鲜空气，由另一洞口把污染空气排出的方式。大部分用于单向隧道和中长隧道（1-2km）。第三十页，共41页。通风方式及其选择（1）、纵向通风（a）射流式纵向通风，见P332，图6-9在车道空间上方吊设射流风机，用以升压。对于双向交通，适用于1000m以下的隧道。对于单向交通，可达3000m。特点：设备费少、经济，噪音大。（b）喷嘴式纵向通风，见P334，图6-11第三十一页，共41页。通风方式及其选择（c）有竖井的纵向式通风：见P334，图6-12纵向式通风是最简单的通风方式，它以自然通风为主，不满足需要时，用机械通风加以补充，是经济合理的。但是，通风所需动力与隧道长度的立方成正比。如果在隧道中间设置竖井就可以克服这个缺点。常常用竖井对长隧道进行分段。双向交通，适用于3000m以上的隧道；单向交通，适用于5000m以上的隧道；第三十二页，共41页。通风方式及其选择（2）、横向通风（a）全横向通风：见p335，图6-13同时设置送风管道和排风管道，隧道内基本上不产生沿纵向流动的风，只有横方向的风流动。（b）半横向通风：见p336，图6-14送风式半横向通风是半横向通风的标准型式，新鲜空气经送风管直接吹向汽车的排气孔高度附近，对排气直接稀释，这对后续车很有利。污染空气是在隧道上部扩散，经过两端洞门排出洞外。第三十三页，共41页。通风方式及其选择⑶混合式通风根据特殊的需要，由上述几种基本通风型式组合而成的。其组合方式有许多种，但应符合经济实用原则。第三十四页，共41页。隧道类型通风方式隧道长度m  单向行车隧道纵向通风方式射流风机式喷嘴排风式500~20002000~4000半横向通风方式1500~3000横向通风方式2000~4000  双向行车隧道纵向通风方式射流风机式喷嘴排风式500~1000500~2000半横向通风方式1000~3000横向通风方式2000~4000各通风方式的适用长度第三十五页，共41页。通风方式及其选择通风方式选择⑴影响通风方式选择的因素隧道长度：是影响隧道通风方式选择的最主要的因素。隧道越长，对隧道通风的安全性和可靠性要求越高隧道交通条件：指隧道内为单向行车还是双向行车以及隧道的交通量一般单向行车的隧道采用纵向和半横向通风较好，能利用自然风和活塞风；交通量大的隧道一方面有害气体排放量大，另一方面安全要求高，应选用横向通风或半横向通风方式。第三十六页，共41页。通风方式及其选择通风方式选择⑴影响通风方式选择的因素隧道所处地层的地质条件隧道所处地层的地质条件好，隧道施工比较容易，费用低，这时选用横向通风方式；如果围岩条件差，则可能由于隧道施工困难，以及施工费用高而影响到横向通风的使用。隧道所处地区的地形和气象条件第三十七页，共41页。通风方式及其选择（2）通风机的选择通风机的选择包括选择通风机的类型、通风机的型号、通风机的联合运转方式以及通风机的转速和叶片安装角等。合理的通风机选择原则：在满足通风要求(足够的风量)时，工作效率比较高的通风机。通风机选择的依据：隧道的通风阻力和要求的通风量以及其它的隧道条件。第三十八页，共41页。通风方式及其选择通风机的选型可按下列步聚和方法进行：①根据离心式和轴流式通风机的优、缺点选择通风机的种类。②根据通风机类型特性曲线选择型号。③根据通风机的个体特性曲线选择型号。④单机不能满足风量要求时，应取二机或多机并联运转。⑤调整通风机动轮转速和叶片安装角。第三十九页，共41页。通风方式及其选择目的：调整动轮转速和叶片安装角使风机处于效率最高、稳定的工作状态；因隧道交通量或其它条件变化引起隧道通风量和风阻发生变化时，调整动轮转速或叶片安装角可改变风机工况点。第四十页，共41页。本节结束谢谢！第四十一页，共41页。