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改革开放使我国隧道建设取得了巨大成就，1979年仅有公路隧道52km/374座，到2000年已达到628 knm/1684座[r]，目前还有秦岭终南山隧道(18.021mt长)、福建美魏林隧道(5.5 6 krn长)、湖南雪峰山隧道(6.95km长)等正在建设中;在城市，出于自然环境保护等方面的考虑，上海、广州、深圳等都建设了城市隧道，如延安东路隧道、黄浦江过江隧道、梧桐山隧道等，以及正在建设的深港西部通道(隧道长3. Ikm)、厦门东通道海底隧道(长7km)。隧道建设的迅猛发展，在运营管理特别是通风设计方面带来了许多问题。虽然交通部制订了《公路隧道通风照明设计规范》[2l，但由于对标准的理解、应用、参数选取以及对环保、安全、系统可靠性要求等方面的考虑不同，从而设计方案相差很大，本文就这些问题进行探讨。

通风方案设计与方案决策，涉及多方面的因素，设计的指导思想，既是难以量化的宏观因素，如何在决策中考虑的依据，又决定了设计方法与设计参数的选取。一般来讲，设计应遵循以下原则:

一、法治原则

标准与规范是设计人员必须遵循的法规，原则上应严格执行。但由于我国隧道建设发展很快，现行通风设计规范[21不可避免地存在一些不适应性，特别是特长隧道与隧道群的通风问题，如秦岭终南山隧道、湖南雪峰山隧道等，都是通过科研、调查、模型实验、数字仿真、专家咨询决定通风方式与通风参数的取值。

二、安全原则

以人为本 ，安全第一，以防为主，防治结合。设计方案除满足正常工况通风要求外，还应完全满足火灾工况通风要求。对于阻塞工况，由于长大隧道都设置较完善的交通监控系统，可通过交通控制保证隧道内不发生lkm以上的阻塞，故仅满足阻塞lkm时的通风要求即可，既符合规范要求，又满足运营需要。

三、实用原则

实用性主要体现系统的设计目标，包括安全、环保、运营三个方面的因素。目前，设计一般仅提与安全、环保相关的要求，而没有涉及交通运营方面的要求。在设计的理念上，应明确对运营的要求，是首先保证通行能力还是首先保证运营的服务水平，其直接与通风参数的选取、通风方案的确定、工程投资规模相关，应由用户决定。

四、可靠原则

可靠性反映系统对不同运营工况的适应能力。目前通风系统设计是按照最不利情况的组合确定需风量。事实上有些不利组合是根本不可能发生的，特别是隧道越长，纵向通风方式时通风的段落划分越多，这种情况越容易发生。因此，为了避免浪费，通风系统应采用可靠性设计，计算不同工况组合时的设计方案与对应的系统可靠性，根据工程实际，选择一定可靠度下的可行方案。

五、求实原则

设计方案应与工程特点相结合。交通特性、地理特性、环境特性是工程特性的综合反映，应结合汽车工业的发展趋势较准确地确定柴油车的比例，根据工程是城市隧道还是公路隧道，是单向交通隧道还是双向交通隧道，是一般隧道还是长大隧道或特长隧道，确定通风质量、环境质量等设计参数与设计目标。

六、经济原则

设计应追求性价比较高。主要性能指标包括通风质量指标与环境质量指标，可采用专家咨询法进行量化与评价。费用指标包括工程投资费用与运营管理费用两个方面。工程投资费用与运营管理费计算，都应采取经济评价的方法，将远期运营费用折现，按同一年份计算。

七、环保原则

无论是城市隧道还是山岭公路隧道，都涉及到环保问题。对城市隧道，汽车排放污染主要影响居民生活，对山岭隧道，主要影响生态环境。设计应满足有关部门在这些方面的要求。

八、满意原则

满意性包括两层含义，一方面是指用户、建设地政府与群众对设计方案在安全、环保、防灾、救灾、交通组织等的满意程度，另一方面是指对设计方案自身在实用性、可靠性、稳定性、经济性、先进性等方面的满意程度。前者通过专家咨询来评定，后者则受技术的发展、经济条件的变化及其它难以量化的宏观因素的影响，很难寻求最优方案，应追求一定条件下的满意方案。

从宏观来讲，设计应采用国内实际与国外经验相结合、理论计算与工程类比相结合、通风系统与监控系统相结合、正常运营与防灾救灾相结合的方法。设计的重点是需风量的计算。影响需风量大小的因素很多，其中最主要的因素就是交通量。目前，通风设计采用的交通量，以预测的远景高峰小时交通量为主，其主要存在以下问题:

一、基本假设不合理

按照远景高峰小时交通量进行需风量计算，事实上假定了车辆先通过隧道，至于按此交通量通过从运营考虑是否安全、是否容易引起阻塞与事故、隧道是一般隧道还是长大隧道或特长隧道、是城市隧道还是公路隧道等则没有考虑。

二、忽视了交通流变化对应通行能力的变化

目前通风设计中对不同车速时的需风量计算，.都是采用同一交通量。事实上不同车速时的通行能力是不同的，应按照相应车速能通过的交通量计算需风量，都采用远景高峰小时交通量，势必造成需风量计算偏大。

三、没有与监控系统有机结合在一起

一般说来，中、长隧道不需要机械通风，主要是长大隧道通风工程投资高、运营费用大。而长大隧道一般都设置较完善的交通监控系统，可以通过监控设施使隧道内交通流达到预期的服务水平。采用远景高峰小时交通量，事实上是假定了隧道内交通流与路段交通流一样，顺其自然变化，没有充分发挥交通监控系统的功能。当交通量较大、可能形成阻塞、由连续流变为间断流时，可通过洞外信号灯使洞内阻塞变为洞外停车等待，既保证洞内车流连续、通行能力大，又减少洞内污染，从而减少通风投资与运营费用。

四、忽略了结构可靠性与通风可靠性要求之间的差异

在进行通风设计时，一般选择最不利工况组合确定需风量，其在原理上采用了结构设计的思想。事实上，二者存在很大差异，前者不具备可控性，一旦安全度不够，造成的危害是无法弥补的，后者具有可控性，一旦不能满足运营要求，可通过交通管制或增加风机来解决。

鉴此，本文提出基于服务水平的通风设计方法一红灯设计法，该方法的指导思想是当远景高峰小时交通量大于隧道的实际最大通行能力时，正常工况需风量计算采用的交通量取隧道实际最大通行能力或某一服务水平对应的通行能力(因为，虽然有交通需求，但实际上隧道通过不了所要求通过的交通量)，阻塞工况需风量计算采用的交通量取该车速对应的通行能力;

当远景高峰小时交通量小于隧道的实际最大通行能力时，正常工况需风量计算采用的交通量取远景高峰小时交通量或某一服务水平对应的通行能力(该通行能力小于隧道实际最大通行能力，但不大于远景高峰小时交通量)，阻塞工况需风量计算采用的交通量取该车速对应的通行能力(当该通行能力小于远景高峰小时交通量时)或远景高峰小时交通量(当该通行能力大于远景高峰小时交通量时)，这一思想的核心是通过交通控制，保证隧道内车流的连续性，减少隧道内的废气污染，同时也减少了交通异常发生的可能性与通风系统工程投资与运营管理费用，具体设计方法如下:

一、确定系统目标

结合工程特点，确定设计在远期应满足的服务水平，一般可按三级服务水平设计，远景高峰小时交通量与实际最大通行能力之比(即V/C)取0.67~0.85.

二、通风方式比选

就纵向通风、横向通风、半横向通风、混合式通风进行比选。对山区公路隧道，一般采用纵向通风，主要应就单吸式、送排式等方式进行比选。

三、设计参数确定

在此主要说明交通量的取值。首先根据《交通工程手册》[3]计算隧道实际最大通行能力，然后确定不同车速对应的服务水平，即设计V/C，按照设计V/C和隧道实际最大通行能力可计算不同车速时需风量计算采用的交通量。

四、工况分析

包括正常工况、阻塞工况和火灾工况。正常工况按规范规定201Qn一档计算。应对可能的工况进行分析，对特长隧道，应确定可能的工况组合，从而得到总的工况数M。

五、需风量计算

计算M个工况的需风量，分析每种工况出现的可能性，可采用需风量计算采用的交通量与远景交通量之比粗略来反映。

六、方案比选

将系统目标确定的V/c对应的需风量与其它工况的需风量进行比较，结合技术、经济、管理、环境等因素综合确定采用的需风量，从而确定通风方案。