TB 10068-2010 标准规范下载简介

TB 10068-2010 铁路隧道运营通风设计规范

7.2.1射流风机安装应符合下列要

1 射流风机安装支架的结构强度应保证风机运转和列车风 作用下的安全。风机安装段应设置安全防护网。风机支架等钢结 构应接地。 2当安装在曲线段时，应按需要调整安装参数。 3严禁侵占救援通道。 7.2.2 轴流风机安装应符合下列要求： 1用于吸出式通风的轴流风机必须安装扩散器。 2基础应置于稳固的地基上。

7.3.1供配电系统的设计应满足《铁路电力设计规范》（TB 10008）的要求。隧道运营通风设备为二级负荷，瓦斯隧道通风 及监控设备为一级负荷。 7.3.2变电所可设在隧道口或隧道内的专用洞室，电力变压器 宜靠近风机布置，其线路电压损失应满足风机正常工作及起动时 端电压的要求。当不能满足时，宜减少并联风机台数，采用分组 启动的方式。 7.3.3当多台风机并联运行时，应校验变压器容量是否满足风 机正常工作及起动时端电压的要求。 7.3.4变电所每段母线、每路架空进出线及监控电源线路应装 设避雷器。 7.3.5低压配电系统的接地型式应优先采用三相五线系统DB46T 503-2019 养老机构失能失智老年人生活照料服务规范，接 地电阻应满足要求。

，4.1通风机电控制应满足隧道运营的不同工况要求，并保证 25·

以最经济的通风功率运行。 7.4.2风机控制系统宜以自动控制为主，手动控制为辅。 7.4.3瓦斯隧道的控制室应对隧道内各分站的瓦斯、风速等有 关参数及分站设备的工作状态、馈电状态等进行连续自动监控。 当出现瓦斯浓度超限或其他异常情况时，控制室中心站应能自动 报警，并自动启动风机通风。

以最经济的通风功率运行

附录A常用局部阻力系数

表A常用局部阻力系数

类型 名称 阻力系数 =0.1 分 直角分岔 岔 $ =1.5 固定的百叶 = 0. 3 栅格 其 他 =0. 05 ~ 0. 20 门槽 （一般可取0.1）

附录B常用沿程阻力系数

表B常用沿程阻力系数

执行本规范条文时，对于要求严格程度的用词说明如下，以 便在执行中区别对待。 （1）表示很严格，非这样做不可的用词： 正面词采用“必须”； 反面词采用“严禁”。 （2）表示严格，在正常情况下均应这样做的用词： 正面词采用“应”； 反面词采用“不应”或“不得”。 （3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用 词： 正面词采用“宜”； 反面词采用“不宜”。 表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。

路隧道运营通风设计规范》条文说明

本条文说明系对重点条文的编制依据、存在的问题 以及在执行中应注意的事项等予以说明。为了减少篇 福，只列条文号，未抄录原条文。

1.0.1在我国50多年铁路隧道建设过程中，隧道运营通风设计 取得了一定的经验和成果，为了更好地发挥其作用，统一技术标 准，故制订本规范。 1.0.2为了适应我国铁路隧道建设发展的需要，对原规范进行 了修订。本次修订吸收了铁道部科技研究开发计划“长大隧道 通风关键技术研究”及相关规范的研究成果，扩大了原规范的 使用范围，使本规范适应于高速铁路、客运专线、货运专线、客 货共线等隧道正常运营通风设计。隧道的防灾通风参照相关规范 设计。 1.0.3P 隧道是铁路的重要设备，隧道通风系统是长隧道不可缺 少的部分。若在长隧道内不解决运营通风，将危害养护人员、乘 务人员、旅客的身体健康，腐蚀隧道内各种设备和衬砌，为此，

1.0.3隧道是铁路的重要设备，隧道通风系统是长隧道不可缺 少的部分。若在长隧道内不解决运营通风，将危害养护人员、乘 务人员、旅客的身体健康，腐蚀隧道内各种设备和衬砌，为此， 条文明确了运营通风的目的和要求。

1.0.4铁路隧道通风设计以正常运营通风为主并兼顾维护通风

（5）《高速铁路设计规范（试行）》（TB10621—2009）； （6）《铁路瓦斯隧道技术规范》（TB10120—2002）； （7）《铁路运营隧道空气中机车废气容许浓度和测试方法》 (TB1912—2005)。

卫生标准的制订综合参考了以下现行的有关强制

纳总结出内燃、电力机车牵引的运营隧道内空气卫生及温湿度环 境标准，见说明表3.0.2—1~说明表3.0.2—3。本着“以人为 本，服务运输”的铁路建设理念，本次修订采用了以上标准。

说明表3.0.21内燃机车牵引的运营限道空气卫生标

注：H——隧址平均海拔高度（m）。

表3.0.2一2电力机车牵引的运营隧道的空气卫生标准

说明表3.0.2—3隧道温混环境标准

3.0.4为节省工程投资，通风设计时应充分利用辅助坑道，并 根据通风要求对辅助坑道断面进行核算

3.0.6目前我国铁路隧道运营通风大多采用纵向式通风。现场 试验研究表明，采用纵向式通风方式的隧道，洞内空气主要以挤 压方式排出洞外。自然风对运营通风的影响，当自然风方向与隧 道内风速方向一致时，起助力作用，反之则起阻力作用。为安全 计，自然风一般按阻力考虑。

3.0.7本条主要是根据人体感觉、适应能力、安全性等因素确

的调查结果及铁道部科技研究开发计划“长大隧道通风关键技 术研究”项目的研究成果确定的。一座隧道是否设置机械通风， 不能单纯以隧道长度来确定，需要考虑条文中列出的诸多因素综 ·38 ·

合确定。由于影响隧道运营通风的因素众多，隧道设置机械通风 的具体条件，尚待继续试验研究。 1“电力机车牵引，长度大于20km的高速铁路、客运专 线铁路隧道及长度大于15km的货运专线、客货共线铁路隧道应 设置机械通风”是仅就隧道长度这一因素而言的大致标准，是 根据铁道部科技研究开发计划“长大隧道通风关键技术研究” 项目的研究结果确定的。 1）电力牵引隧道内的污染物浓（强）度（说明表4.0.1一1 和说明表4.0.1—2）

2）乌鞘岭隧道内的空气卫生环境状况

2007年8月，铁道部科技研究开发计划“长大隧道通风关 键技术研究”项目组对乌鞘岭隧道内的空气环境卫生状况进行

了实测，得出如下结论： ①乌鞘岭隧道内自然风和活塞风的换气、排污效果明显。 遂道内基本不存在有害气体积聚现象，有害气体均在15min内衰 威至零。隧道内大部分位置粉尘污染未超国标限值，只当列车通 过后瞬时在少数位置超过国标限值。 ②电力牵引列车通过测试没有得到有害气体污染数据，原 因可能为所产生的有害气体种类不在所测气体范围或产生污染小 于仪器检测最低水平。故目前乌鞘岭隧道内由于电力牵引列车造 成的有害气体污染可以忽略。测试瞬时粉尘浓度的最大超标系数 达到2.76。 ③内燃牵引列车通过隧道，产生的有害气体主要有一氧化 氮、二氧化氮和臭氧。其中，一氧化氮和臭氧的瞬时最大超标系 数分别达到6.16和15的高值，二氧化氮则没有超过国标限值， 粉尘浓度瞬时最大值为5.52mg/m²。 ④隧道内某些位置的瞬时氧含量过低，最低只有18.5% 与国标限值相差达1.5个百分点。 ③隧道内瞬时湿度差别较大，最高平均为82.7%，最低平 均为55.8%，二者相差26.9个百分点。湿度最高值（82.7%） 超过有关资料提出的控制建议值（80%）2.7个百分点。隧道左 线平均湿度高于隧道右线。左线平均湿度为74.02%，右线平均 湿度为68.44%。 3）国内外高速铁路、客运专线铁路隧道机械通风设置情况 根据铁道部科技研究开发计划“长大隧道通风关键技术研 究”项目的调查结果，目前国内外设置了机械通风的高速铁路 客运专线铁路隧道长度多在20km以上。例如：石太客运专线太 行山隧道（27.8km），西班牙马德里至巴利亚多利德高速铁路 的瓜达拉马隧道（28.4km），瑞士NEAT工程的勒其堡山底隧 道（34.6km），圣哥达山底隧道（57.0km，建设中），英法海 底隧道（50.5km）。

当隧道长度天于20km时，隧道自然通风难以满足维修作业 时的空气卫生环境标准要求，如现场实测的乌鞘岭隧道 （20.05km）洞身中部含氧量仅有18.5%，需要进行机械通风， 补充新鲜空气。 根据以上调查结果并结合国内外电气化隧道运营通风设置情 况，本条文修订为：“电力机车牵引，长度大于20km的高速铁 路、客运专线铁路隧道及长度大于15km的货运专线及客货共线 铁路隧道应设置机械通风。” 2“内燃机车牵引，长度大于2km的铁路隧道宜设置机 械通风”是通过对我国已建成隧道的调查结果确定的大致标准， 在实际应用中尚需结合具体工点特点研究确定，本次修订没有改 变。 3有特殊要求的铁路隧道是指含瓦斯等有害气体隧道、高 地温隧道和有异味隧道等。 4.0.2机械通风分为纵向式、半横向式、全横向式及组合通风 方式。 铁路隧道常用的纵向式通风方式主要有全射流式、洞口 风道式、分段纵向式，分段纵向式常用的有合流型斜（竖） 井排出式、斜（竖）井送排式，如说明图4.0.2一1所示。 半横向式包括风道送风隧道排风方式和风道排风隧道送风方 式。 对于铁路隧道全横向式通风，风道放在隧道拱部有安全隐 患，放在隧道两侧或底板以下比较适合。 铁路隧道组合式通风是指同一隧道内，纵向式通风与半横向 式或全横向式的组合。 铁路隧道常用运营通风方式见说明图4.0.2—2。 0.3纵向式通风具有经济、高效和便于维修等特点，故我国

铁路隧道常用的纵向式通风方式主要有全射流式、洞口 风道式、分段纵向式，分段纵向式常用的有合流型斜（竖） 井排出式、斜（竖）井送排式，如说明图4.0.2一1所示。 半横向式包括风道送风隧道排风方式和风道排风隧道送风方 式。 对于铁路隧道全横向式通风，风道放在隧道拱部有安全隐 患，放在隧道两侧或底板以下比较适合。 铁路隧道组合式通风是指同一隧道内，纵向式通风与半横向 式或全横向式的组合。 铁路隧道常用运营通风方式见说明图4.0.2—2，

铁路隧道一般采用纵向式通风，其中以全射流纵向式通风居多。 当隧道较长，采用全射流纵向式通风时间过长、洞内风速或装机

功率过大时，采用分段通风。

功率过大时，采用分段通风。

（2）网络通风理论是将主隧道与辅助坑道（横通道、斜井、 竖井等）所形成的多进口、多出口的复杂通风体系，抽象成为 由节点和分支构成的通风网络，赋予每个分支相应的通风阻力和 通风动力，根据风量平衡定律和风压平衡定律，形成通风网络的 非线性方程组的数学解析模型，最后应用计算机对此风网进行解 算，最终得出各个分支的风量、风压结果。即隧道与辅助坑道各

段的通风风量、风压结果。 隧道风网一般为并联风网。通风网络的关联矩阵B是描述 通风网络节点之间连接情况的矩阵，基本关联矩阵可以唯一确定 网络的连接关系。独立回路矩阵C是反映通风网络中的独立回 路结构的矩阵。在得到隧道通风网络的最小树和余树弦以后，将 通风网络各分支按余树弦在前、树枝在后的次序排列，调整基本 关联矩阵的顺序，则基本关联矩阵B，可变为：

Bx= (Bu, B12)

其中B是隧道通风网络中余树弦分支所对应的基本关联矩 阵中的项，B12是最小树所对应的基本关联矩阵中的项。由基本 关联矩阵B，可以算出独立回路矩阵Ck，即：

由风量平衡定律可知，流进某节点的风量应等于流出该节点 的风量，即：VQ；=0。用基本关联矩阵来表示为：

Bμ · Q, = 0

式中B—一关联矩阵中第i行第j列的元素值； Q,一第j分支通过的风量（m/s）。 由风压平衡定律可知，风网中任一回路或网孔的风压代数和 应等于零，即：AP：=0。用回路矩阵来表示为：

说明5.1.1—3）

式中C,—回路矩阵中第i行第j列的元素值； h;——第分支的通风阻力（Pa)； P第分支的压力，包括自然风压、风机风压等（Pa)。 对于铁路隧道通风网络，风网中的风压主要包括射流风机风

压、轴流风机风压、自然风压、列车活塞风压以及在发生火灾时 的火风压。风网中的通风阻力主要包括沿程阻力、局部阻力以及 发生火灾后的节流效应烟流阻力和列车停靠区段所增加的阻力。 由风量平衡定律和风压平衡定律以及风量与风压的阻力定律组成 了隧道通风网络非线性方程组，即：

式中h,隧道风路上的通风阻力（Pa）； R,—隧道风路上的风阻系数（kg/m"）： 一通过隧道风路的风量（m/s）。

（说明5.1.15）

利用回路风量法进行非线性方程组求解，最终获得隧道通风 网络的各分支风量和风压结果。 网络通风计算流程如说明图5.1.1一2所示。 （3）数值模拟计算方法可以考虑各种工况及多种因素，得 出各参量的瞬态结果和稳态结果。但是，当计算规模较大时周期 较长，因此，一般用于局部流场内的风流速度、温度分布、有害 物质浓度等计算。 数值模拟计算方法采用的计算模型主要有单区域、多区域和 场模型等，一般应用较多的为场模型。场模型即计算流体动力学 （ComputationalFluidDynamics，CFD）模式，利用计算机求解各 参量的空间分布及其随时间的变化，是一种物理模拟。场模型的

算例1电力牵引的运营隧道通风计算

1已知资料 某电力牵引隧道全长15100m，采用全射流纵向式通风，隧 道断面积F=92m²，当量直径d=9.96m，洞内采用板式无轨 道，隧道壁面沿程阻力系数取入=0.021，隧道内自然风为 2.0m/s的反风，空气密度1.225kg/m²，在天窗时间换气通风， 通风时间90min。 2隧道需风量

算例2内燃牵引的运营隧道通风计算

12.6m²，湿周14.3m，环状空间阻力系数

n²，湿周14.3m，环状空间阻力系数取0.02。

24C +2AC:VB 4G

历时活塞风速计算见说明表5.1.1。

说明表5.1.1历时活塞风速

P< +P:=(1. +入台)=449.9 Pa 1

经方案比较拟选用Φ112型射流风机，出口风速33.5m/s， 轴向推力1190N，电机功率37kW，安装位置损失系数K,取 1.162

2 0. 985/ 1 33. 5]k, 5.24) 1 = 30. 75 Pa P, +P, + P. 风机台数几： =15.7，取16台，总功率592kW。 Pi 合流型斜井排出式通风计算流程见说明图5.1.1一4，瓦斯 隧道通风计算参见算例3。

poi 31.97 5.24) = 30. 75 P 33.5/ K

算例3瓦斯隧道通风计算

算例3瓦斯隧道通风计算

1已知参数 南昆线某隧道采用斜井吸出式通风，隧道长度L=4990m， 除隧道进、出口段有局部线路位于曲线段外，其余均位于直线。 线路主坡度为11%o，威舍至红果方向为上坡方向。隧道设计为 一次电化。 隧道断面积F=31.15m²，当量直径d=5.8m，隧道拱圈与

2）风量分配系数计算

1. 0 + AL = 1. 0 + 0.02×2795 = 10. 64 5. 8 1.0+3 d2 5. 8 ΛLT $, =1.5 + d 5. 8 1 1. 0 +1L d

0.351 10. 64 + 18. 71 ×() 1.5 8. 57

.5 8.57 （3）需风量计算 1）按瓦斯逸出量计算 据前述瓦斯逸出量计算所需风量，瓦斯压力为1.6MPa时， 煤系地层段需风量仅为4.2m²/s，很小，故按煤系地层段最小风 速计算。 2）按最小风速计算 根据前述，为防止煤系地层段拱部瓦斯聚集，并稀释和排除 拱部瓦斯，在此按煤系地层段风速u,=1.5m/s计。 则 Q,=U, ×F=1.5×31.15=46.73m/s 非煤系地层段风量及风速为： Q2=Q1 =46. 73 × 0.351 85. 61 V23 = 2.75 m/s 31.15 需要风机风量： Q = K(Q: + Q2) = 1.05 × (46.73 + 85.61) = 138.96 m /s 由于在计算风机风量时考虑了5%的余量，因而隧道各段风 速和风量略有增加。 则隧道内煤系地层段与非煤系地层段的实际风量和风速如 下： U,=1.05×1.50= 1.58m/s Q=1.58×31.15=49.22m²/s Uz = 1. 05 × 2.75 = 2. 89 m/s Q2= 2.98×31.15= 90.02.m/s Qg=Q +Q2= 49.22+ 90.02= 139.24m²/s

（3）需风量计算 1）按瓦斯逸出量计算 据前述瓦斯逸出量计算所需风量，瓦斯压力为1.6MPa时， 煤系地层段需风量仅为4.2m²/s，很小，故按煤系地层段最小风 速计算。 2）按最小风速计算 根据前述，为防止煤系地层段拱部瓦斯聚集，并稀释和排除 拱部瓦斯，在此按煤系地层段风速u，=1.5m/s计。 则 0,=u, ×F=1.5×31.15=46.73m/s

非煤系地层段风量及风速

Q2 = Q ×(I = 46. 73 × 10.351 =85.61 m²/s 0.351

需要风机风量： Q = K(Q: + Q2) = 1.05 × (46.73 + 85.61) = 138.96 m /s 由于在计算风机风量时考虑了5%的余量，因而隧道各段风 速和风量略有增加。 则隧道内煤系地层段与非煤系地层段的实际风量和风速如 下： U=1.05×1.50=1.58m/s Q=1.58×31.15=49.22m/s U2 = 1. 05 × 2. 75 = 2. 89 m/s Q2 = 2.98 ×31.15 = 90.02.m²/s 0=0.±0.=49.22± 90.02=139.24m²/

取Qg=140.00m/s。 （4）需要风机静压计算 根据风道（2号斜井）几何参数，可按常规风阻计算方法计算。 得通风系统总风阻M。=51.60（w/10），则主风机静压为

h,=M。× +P = 51.6 × 1402 +5.25=106.39(mm水柱）=1042.6Pa

（5）风机轴功率及需要电动机功率 风机轴功率

Pi 140 × 1 042. 6 = 178.08 kW 1 000 × 0. 82 电机功率

.1.4隧道中的自然风风速、风向与隧道各洞口的气象条件及

隧道内外温度差等多种因素有关，且时常会随时间和季节而变 化。在设计阶段隧道内的自然风速较难推断，一般根据经验数据 取值。随着铁路行车速度的提高，隧道断面不断发生变化，现行 铁路隧道断面主要参数见说明表5.1.4一1。

根据本规范5.2.2条，自然风压力可按下式计算：

P.=(2 +入分)2

以同一隧道长度、时速160km/h的单线隧 然风速为 .5m/s时的两洞口压差为标准，分别计算不同隧道断面的隧道 内自然风速，计算结果见说明表5.1.4一2。

（1）内燃牵引运营隧道的通风量应根据一定时间范围内 排出隧道内烟气段的长度来确定。隧道内烟气段系指列车尾 出洞时，烟气段末端距隧道出口的距离，简称“排烟长度”。 在烟气流动过程中，烟气界面在烟气段中的相对位置将随时 间而变化，故烟清（即当高于容许浓度的烟气段全部排出隧 道时）所需的排烟长度将比计算长度有些增加。其增加的幅

说明表6.2.1既有部分长大隧道风机房设置情况表

由上表可见，长大隧道大多来用地下风机房的设置方式。主 要原因在于： （1）避免了管理人员长期在山上工作QGDW 13144.2-2018 110kV备用电源自动投入装置采购标准 第2部分：专用技术规范，方便管理人员的工 作和生活。 （2）减少征地，有利于保护环境。 （3）减少电力、通信线路等的铺设和维护。 : 60 :

（4）设备隐蔽性好，避免了人为破坏、遭受雷击等不利情

（4）设备隐蔽性好，避免了人为破坏、遭受雷击等不利情 况。 7.1.3选用推力大、推力功率比大的射流风机是基于经济性考 虑。

在隧道两侧，不应布置在拱部，原因如下： （1）对行驶的列车存在安全隐患； （2）不便于维修养护。 风机组宜布置在隧道洞口段，以降低安装成本，便于维护管 理。当需要设置多组风机时，每组射流风机纵向间距可按10d+ 20m（d为隧道当量直径）考虑。第组风机进风口距洞口（进 风端）的距离，可按10d+20m布置。 7.1.5~7.1.6选择叶轮直径大、转速低、毂比小的轴流式风机主 要考虑节省运营费用。需要风量大时，两台或多台风机并联使用。 7.1.7本条文主要依据《铁路瓦斯隧道技术规范》（TB10120 2002）第4.4.5条的规定。由于瓦斯隧道的含瓦斯地段，在施工 中经过开挖排放、采用瓦斯隔离层、气密性混凝土封堵后，不大 可能再有大量的瓦斯逸出，故运营期间的瓦斯逸出量将比施工期 间大大减少。瓦斯隧道有严格的瓦斯允许浓度标准，当隧道内微 量瓦斯积聚接近允许浓度时，就必须启动风机通风，稀释和排除 隧道内积聚的瓦斯。风机一般安装在洞口或斜竖井口GH/T 1344-2021 废旧高分子材料加工基地管理规范，已远离瓦 斯地段且采用吹人式通风，故可以采用普通风机。当风机安装在 瓦斯逸出地段或采用吸出式通风时，含瓦斯的风流将经过风机， 为保安全风机采用防爆型风机。

7.2.1高速列车进入隧道后产生的空气动力学效应对隧道附属

行车安全，风机安装支架应考虑这种高速列车风荷载与风机运转 的共同作用。关于高速列车风荷载，目前国内已有部分研究成 果。根据《高速铁路设计规范》（TB10621—2009）第8.4.7 条，列车风引起的冲击荷载对风机叶片和安装件的作用力可参照 说明表 7.2. 1—1和说明表7.2. 12 取值。