某海底交通隧道防排烟设计方案

某海底交通隧道防排烟设计方案

1、某横跨南北两岸的海底隧道，主隧道通风系统采用双竖井排风 + 射流风机+土建排烟风道方案。主隧道根据火灾点位置不同采用分段纵向或定点排烟方案。

2、匝道采用纵向通风排烟方案。

3、车道板下安全疏散楼梯采用加压送风方案。

4、电缆通道不设置防排烟系统。

5、隧道辅助管理用房设置排烟、加压送风系统。

一、防排烟设计标准

1、主隧道按无行人通行设计。

2、隧道火灾工况考虑非交通阻塞工况火灾及交通阻塞工况火灾两种火灾场景。

3、本工程按照同一时间一处火灾，且双管隧道交通封闭，临洞隧道交通只出不进。

4、根据《公路隧道通风设计细则》（JTG/T D70/2-02-2014）及公安部四川消防研究所的防灾专题报告、结合预测交通量和车辆类型等确定隧道火灾最大热释放率为 50MW。

5、隧道发生火灾时能迅速组织气流、有效排烟，排烟风速根据火灾点位置不同启动不同的排烟方案。

6、隧道封闭段火灾时，安全疏散通道前室设置独立的机械加压送风系统,按照满足余压值30Pa进行设计，加压送风量按照门洞风速 0.7m/s 取值。

7、排烟风机必须能在 250℃环境条件下连续正常运行不小于 1.0h，排烟管道的耐火极限不应低于1.0h。

8、隧道辅助管理用房区超过 20 米内走道考虑机械排烟；超过 50m2的经常有人停留房间考虑机械排烟。机械排烟排烟量根据建筑面积按1m3/(m2.min)计算，同时采用机械补风，补风量不少于排烟量的 50％。排烟口距最不利排烟点的烟气流动水平距离不得超过 30m，排烟风口与安全疏散出口的水平距离不应小于1.5m。

9、隧道辅助管理用房区封闭楼梯间、防烟楼梯间设置加压送风系统，余压值按照 40～50Pa 进行设计。

二、隧道通风的排烟量

排烟风机在集中排烟系统中扮演着关键作用。在隧道火灾发生时，排烟风机将火灾产生的部分烟气经由排烟口及独立排烟道排除。集中排烟模式中，排烟量是排烟风机的一个关键参数，是对应火灾烟气生成量的一个指标。排烟风机排烟量的选择应该考虑以下因素：

(1)满足烟气控制要求，提供的排烟量可以在一段时间内将烟气蔓延有效的控制在一定范围内；

(2)选择的排烟量应能够保证通风排烟系统的正常运行。本隧道中，排烟风机采用的是轴流风机。结合排烟量的理论计算及排烟量的数值模拟 CFD 结果，本隧道 50MW 火灾规模时，对应的合理排烟量为 200m3/s。

三、隧道通风排烟方案

1) 隧道通风排烟方案

本隧道工程采用双竖井排风 + 射流风机+土建排烟风道方案。利用两管盾构隧道上层空间设置专用排烟道，盾构段不设置射流风机，射流风机集中设置在明挖暗埋段。

2) 隧道烟控分段

由于隧道内火灾发生的位置具有不确定性，不同的火灾位置与风机位置的远近是不一样的，为了更好地实现火灾下所设定的排烟量，更好地组织烟气排离行车道，将隧道按照坡度及排烟道位置分成 6个控制段，如下所示：

①隧道不设置排烟口的入口段与出口段（西线隧道的W1段、W5段和东线隧道的E1 段、E5段）；

②盾构隧道段（即排烟道）分成三段，即西线隧道的 W2段、W3段、W4段，东线隧道的 E2 段、E3 段、E4 段。在盾构隧道所分成的三段中，可采用不同的排烟方案，以达到更好的控烟效果。

③隧道匝道的烟气控制模式主要是纵向通风，因此将隧道匝道独立设置成一个烟控段，对应东西线分别取 W6和E6。

3）交通阻塞时火灾控制策略

当火灾发生在入口段的 E1、W1 段时，采用上游单向排烟，开启离火源最近的排烟风机及远端排烟风机，开启排烟井下通风口，开启离火源最近的 2 个排烟口。开启部分射流风机产生不小于火灾诱导风速的风速控制烟气流动，烟气通过风塔排出。

当火灾发生在出口段 E5、W5 时，采取纵向排烟，开启部分射流风机直接将烟气从车辆行驶方向的出洞口方向排出隧道。当火灾发生在两风塔之间的盾构段或南岸设置土建排烟风道的暗埋段E2~E4、W2~W4 时，火灾时交通阻塞，车行缓慢，火灾发生在阻塞段之间，此时火灾点前后车辆均不能快速撤离，利用上层空间设置的土建排烟风道，根据火灾发生不同位置，开启火灾点附近的位置的 6 组电动排烟风口（不同工况，不同启动电动排烟风口方案），将烟气经风道通过风塔迅速排出。其中E3、W3 是双向排烟，E2/E4、W2/W4 为单向排烟。

当火灾发生在匝道段 E6、W6 时，采取纵向排烟，开启部分射流风机直接将烟气从匝道洞口方向排出隧道。

4）交通畅通时纵向通风排烟策略

若交通顺畅，此时采用纵向排烟，既可有效控制烟气流向，使火灾点后方人员在通风系统控制下的无烟区域中安全撤离。根据火灾点在隧道内的位置于负坡段（西线 W1，东线 E1）、平坡和正坡段（西线 W2/W3，东线 E2/E3）分别提供不同的临界排烟风速将烟气抑制在火源下游，稀释烟气浓度及降低火源附近烟气温度。

当火灾发生在 B 匝道时，匝道内射流风机正转，避免烟气回流，同时开启西线火灾点附近两组电动排烟口，烟气经风道通过风塔排出。

5）隧道明挖段相邻隧道通风

隧道横通道与隧道连接处设置了防火门（车行横通道设置了防火卷帘）。当主洞隧道发生火灾时，相邻隧道射流风机反转，保证隧道内正压，避免烟气串入。

6）隧道通风系统组成

根据通风计算，风塔设置在北盾构井位置，风机房内设置4台风机；南盾构井位于海中央，南岸风塔移位设置在明挖段靠近岸边，风机房内设置4台风机。东线隧道第一段设置3组12台射流风机，第二段设置3组12台射流风机，共6组24台射流风机；西线隧道第一段设置5组20台射流风机，第二段设置1组4台射流风机，共 6组24台射流风机。