1796

Таблица 1.1

потоке; спк, сск, спд, ссд – коэффициенты, учитывающие влияние уклона проезжей части тоннеля для различных скоростей движения на подъеме и спуске соответственно для автомобилей с карбюраторными и дизельными двигателями (табл. 1.3); qк, qд – количество СО, выделяемого одним «осредненным» автомобилем с карбюраторным и дизельным двигателем соответственно, мг/с, определяются по формулам:

qк 2,777 1 14,9 к Gт.к Pк cв ; (1.2) qд 2,777 1 14,9 д Gт.д Pд cв,

где к = 0,85 1,2 – коэффициент избыточного расхода воздуха в горючей смеси для карбюраторных двигателей; д= 1,5 2,5 – коэффициент избыточного расхода воздуха в горючей смеси для дизельных двигателей; Gт.к, Gт.д – расход топлива одним «ос-

редненным» автомобилем, кг/ч (табл. 1.4); Рк, Рд – процентное

содержание СО в выхлопных газах по массе, %; при равномерном движении принимают для карбюраторных двигателей тк=0,7 2,0%; для дизельных двигателей тд= 0,08 0,13 %;

при замедлении для карбюраторных двигателей тк= 2,0 4,0 %; cв – коэффициент, учитывающий влияние высоты расположения тоннеля над уровнем моря (табл. 1.5).

Таблица 1.3

Таблица 1.4

двигателями

Таблица 1.5

4,31 0,44 15,41 0,44 15,1 0,12 10,49кг/ч; Gт.д 18,71 тгд,дп 18,71 1,0 18,71 1,0 18,71кг/ч.

При односкатном профиле с одним продольным уклоном расход воздуха определяют сразу для всего тоннеля, а при многоскатном профиле – по участкам с разными уклонами. Поэтому в формуле (1.1) в первом случае принимают полную длину тоннеля Lт, а во втором – длину каждого отдельного участка L1,L2,L3 и т.д. Тогда общий расход воздуха определяется суммированием расходов по участкам.

1.2.2. Расчет по теплоизбыткам

Расход воздуха, м3/с, требуемый по условию удаления из тоннеля избыточного тепла и установления нормального температурного режима:

где Т – суммарные теплоизбытки в тоннеле, Вт; а – удельная массовая теплоемкость воздуха, кДж/(кг · °С), принимают а = 1

mд Gтд hд д свд спд ссд ,

2

где hк , hд – низшая теплотворная способность бензина и дизельного топлива, hк = 44000 кДж/кг; hд = 42500 кДж/кг; к , д – доля тепловыделений карбюраторных и дизельных двигателей,

к = 0,6; д = 0,45.

включенных светильников, кВт. Значение Nc вычисляется по формуле Nc = Nc1 · nсвет,сеч · (1000 · L) / sсвет, где Nc1 = 0,1...1,0 кВт

– потребляемая мощность одного светильника; nсвет,сеч = 2...3 – количество светильников в поперечном сечении тоннеля; L – длина тоннеля, км; sсвет = 5...10 м – шаг светильников по длине тоннеля.

Тепловыделения находящихся в тоннеле людей, Вт:

раб =175 Вт, для водителей вод =115 145 Вт, для пассажиров и пешеходов пас = пеш = 80 Вт; i – максимальное количество людей, одновременно находящихся в тоннеле.

В курсовом проекте значение i допускается определять по условиям нормального режима движения транспорта:

- для ремонтных и эксплуатационных рабочих из расчета

где кл = 1...4 – количество пассажиров в легковых автомобилях; кг = 1...2 – количество пассажиров в грузовых автомобилях; кав = 20...60 – количество пассажиров в автобусах; Ja – в авт/ч,

L– в км, Va – в км/ч;

-для пешеходов из расчета 5 чел. на 1 км тоннеля, но не ме-

нее 5 чел. при длине тоннеля менее 1 км, т.е. пеш = 5·L; пеш ≥ 5. Значения i округляются до целых чисел в большую сторону.

Тепловыделения породного массива (теплопотери через обделку тоннеля), Вт:

где Пкон – периметр внутреннего контура тоннеля, м; tпор – средняя температура породы на данной глубине, °С, определяемая по

формуле tпор tн Н h, где H – глубина заложения тоннеля, м; n

h – глубина пояса постоянных температур, равная 30...35 м; n – величина геотермической ступени, определяетсявзависимостиот отметки тоннеля выше уровня моря по табл. 1.7; Rо – сопротивление теплопередаче обделки тоннеля, м2 · °С/Вт.

дой н = 11,6 Вт/(м2 ·°С); Rт – термическое сопротивление обделки тоннеля, м2 · °С/Вт.

Величину Rт для многослойных конструкций (обделка, облицовка, гидроизоляция, защитная обойма и пр.) определяют как

где i – толщина отдельного слоя, м; i – расчетный коэффициент теплопроводности материала отдельного слоя, Вт/(м · °С) (табл. 1.8).

Величина Tпор может быть как положительной, так и отрицательной, в зависимости от величин tпор и tт. Если tпор больше tт, то происходит передача тепла от породного массива через обделку в тоннель – теплоприход в тоннель и наоборот, если tт больше tпор, происходит теплоуход, так как в любом случае тепло уходит в более холодную область. В формуле (1.4) значение Tпор, полученноепоформуле (1.10),следует учитывать со своим знаком.

1.2.3. Выбор системы вентиляции

После определения требуемых расходов воздуха по ПДК СО и теплоизбыткам в тоннеле определяется максимальное значение требуемого расхода воздуха, м3/с:

Выбор системы вентиляции определяют по допустимой скорости движения воздуха в транспортной зоне тоннеля Vв.

Вначале проверяют возможность применения продольной (продольно-струйной) системы вентиляции в тоннеле при Vв 6. Средняя скорость движения воздуха в транспортной зоне тонне-

ля, м/с: Vв Qmax Sт , где Sт – сечение транспортной зоны тоннеля, м2.

При Vв 6 м/с принимают поперечную систему вентиляции либо проверяют возможность применения комбинированных схем вентиляции или производят переконструирование сечения тоннеля с целью увеличения площади транспортной зоны тоннеля.

При предварительном выборе системы вентиляции допускается использовать критерии, приведенные в табл. 1.9.

1.3. Давление воздуха

По нормативам, при длине автодорожных тоннелей менее 150 м вентиляция осуществляется только естественным проветриванием. В тоннелях длиной от 150 до 400 м искусственная вентиляция может не устраиваться, если создается естественная тяга воздуха, обеспечивающая предельно допустимую концентрацию вредных газов и нормальный температурный режим в тоннеле. Допустимость естественного проветривания в этом случае обосновывается расчетом.

Тоннели длиной более 400 м должны проветриваться с помощью специально устроенных и расcчитанных вентиляционных установок.