给隧道开“天窗” 让“呼吸”更顺畅 全国三成水下隧道应用武汉新技术

湖北日报全媒记者 左晨 通讯员 刘新红 冯腾

城市水下隧道，常年埋在水底，每天车来车往，如何换气排烟、保持自然“呼吸”？近日获悉，由铁四院研发的“城市特长水下道路隧道环境安全保障关键技术及工程应用”系统解决了水下隧道换气排烟的难题，并已将该成果运用到全国35个城市水下隧道项目中。

据统计，截至2020年，全国一共修建了114座水下隧道，总里程达到320.9公里。与此同时，水下隧道设计也越来越复杂，由双4车道“升级”为双6和双8车道，双管单层、单管双层、公铁合建等多种断面形式的水下隧道，由3公里以下的中长隧道逐渐发展为3公里以上的特长隧道。

铁四院城地院暖通所高级工程师陈玉远表示，与山岭隧道相比，城市水下隧道断面一般为V型坡或W型坡，且车流量较大。这往往会导致隧道内排风不畅，一旦遇到火灾，烟气蔓延距离长，人员疏散缓慢。

为此，铁四院城地院暖通专业人员从运营通风、火灾排烟、人员疏散3个方面，对城市特长水下道路隧道环境安全保障进行了研究，系统解决了隧道运营期模式固定通风能耗高、V型纵坡烟气控制难、人员疏散新风供给难三大技术难题。

在武汉东湖隧道，隧道上方间隔一定距离就悬挂了一台滚筒造型的射流风机。该风机的出风速度可达到数十米每秒，相当于在隧道内开了一个“天窗”。

陈玉远介绍，隧道动态通风控制系统能根据交通量、车速、行车情况等数据，实时建立通风能耗数学模型，并算出最低能耗需求的送排风点位置、几何尺寸、风量等关键参数，实现精准排风换气。与其他控制技术相比，节能率为5%至10%。

在火灾排烟方面，铁四院还为水下隧道研发出一整套自动化排烟方案。在隧道内安装先进的火焰探测器、感温探测器及自动喷水系统，一旦发生火灾，探测器就能迅速感知着火点，并在30秒内触发自动喷水系统和排烟装置，为消防疏散和救援提供便利。

在火灾逃生方面，铁四院还首创了“危险区-过渡区-安全区”的递进式疏散理念，直接在盾构隧道侧部设计了一个逃生口，逃生人员打开盖板沿楼梯就能下至安全通道，通道内设有专门的新风系统，满足逃生人员的空气需求。

据统计，该成果已被推广应用于全国35个市政隧道项目中，在全国水下隧道建设中的占比达30%。这些隧道火灾事故现场高温有毒烟气均能及时有效排出。