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隧道

隧道》塞車只要半小時 雪隧高溫50℃
【記者李名揚】

雪山隧道兩端,頭城海拔44公尺,坪林208公尺,13公里間平均坡度1.25%,不過中間許多段是平的,所以有些路段的坡度是3%,和中山高泰山到林口那一段接近。

「所以雪山隧道最麻煩的,是塞車時的通風問題」,台大應力所教授陳發林解釋,大車爬坡慢,在隧道停留時間長,而且上坡時就算猛催油門,引擎也轉不快,卻會造成燃料燃燒不完全、增加廢氣量,因此從頭城到坪林(上坡車道)的空氣品質相對不好。

陳發林曾在國道三號長1.8公里的福德隧道做過研究,發現只要車流還算順暢,不論車流量如何,隧道內一氧化碳濃度都不到10ppm,離北宜高設定的75ppm差很遠;而「活塞效應」造成的風速,在車流較多時都超過4公尺/每秒(m/s),足以將隧道內的廢氣排出。一般微風約為2m/s,4m/s的風吹得會讓人頭痛。

躲車上開冷氣 30分鐘會昏倒 國工局考慮 規定熄火等待

但若碰上塞車就麻煩了。陳發林表示,雪山隧道為單向雙線道,橫斷面比三線道小很多,萬一兩條車道都被貨櫃車或大客車占住,就等於把隧道斷面擋住一大半,風機再多也吹不動隧道內廢氣。

以雪山隧道的長度,即使沒有大車擋住隧道斷面,隧道內只要發生擦撞小事故,塞住半個隧道,即使風機全開,只要半小時,隧道內溫度就會上升到攝氏50度,空氣汙濁程度升高,人會有生命危險;過去曾有機車騎士在800公尺長的台北市辛亥隧道塞車10分鐘就昏倒,即使躲在汽車內開冷氣,估計也只要半小時就會昏過去。

國工局三區工程處機電主任楊振忠說,雪隧為了預防這種情形發生,只要塞車就會管制後車進入,並將對向車道撥出一條車道,讓塞車車流經過橫坑轉由對向車道出去。

楊振忠說,有些國家規定碰到塞車時,隧道內車輛必須熄火等待,以免溫度持續上升、廢氣一直增加,國內考慮未來增加類似規定。

陳發林建議,萬一雪山隧道真的塞車,民眾感到頭暈,就該棄車步行,利用每350公尺就有一個的人孔,躲到導坑呼吸新鮮空氣,等廣播狀況解除再開車。

隧道》Q&A︰隧道大火,灑水有用嗎?
【記者李名揚、陳怡如】

Q︰降低隧道高溫,灑水有沒有用?

車行隧道若發生火災,起火點溫度可達攝氏1200度,高熱傳播速度驚人,人體只要吸入一口110度的乾空氣或78度的濕空氣,很容易死亡。

降低隧道高溫,灑水有沒有用?國工局三區工程處機電主任楊振忠說,灑水對降溫、減少隧道受損,確實有幫助;但水遇熱會變成水蒸汽,更容易造成人員受傷,對救災不利。

楊振忠說,日本把搶救隧道的優先性高於其他,所以規定,隧道失火3分鐘後灑水,人員要設法躲到導坑避難。

也因灑水可能造成隧道內人員更嚴重傷亡,有些歐洲國家規定,按鈕灑水的人,要受過專業訓練;在台灣,消防單位希望裝,因為灑水降溫後,比較容易撲滅火勢,但管理單位卻不願裝,因為沒有人願意按鈕,所以雪隧沒有灑水裝置。

Q︰換空氣 風機像接力賽?

隧道風機為何有時轉、有時不轉;有些轉、有些不轉?

靠風機做空氣交換的隧道,若距離太長風機作用會減弱,必須像接力賽,一棒接一棒。

隧道內的通風,因坡度會產生高低壓差,海拔也會影響,因為高度愈高空氣愈稀薄,,不過山中空氣品質比較好,需要打進新鮮空氣的量比較少。

以雪山隧道通風為例,採用的縱流式設計產生活塞效應,就是隧道只有單向行車時,自然會形成同向氣流,外面的空氣會隨著車子往前擠,風機設計只要朝同一個方向吹就好。

雪隧一氧化碳濃度若超過75PPM,風機就會全開,否則只有部分會開。能見度太低時,電腦也會決定那些區域、多少數量的風機要打開。

若行控中心從監視器中發現隧道開始壅塞,就算未達啟動標準,仍可手動開啟風機。

但有時風機運轉只是為了保養,機器運轉發熱可避免潮溼,所以平時也會輪流運轉。

隧道風機在緊急時負責排煙。所以起火點前後,大約是上游500公尺、下游250公尺範圍內的風機,在前10到15分鐘不會立即啟動,只開範圍外噴流式風機,先讓火災區煙上升,蓄積到隧道頂部再往前移,不要下降到離地面1.8公尺區域內,讓人員可找到逃生方向。

Q︰隧道長 風機橫豎都要?

為什麼雪山隧道除了一般隧道會用的噴流式風機,還有軸流式風機?

A:太長的隧道,光靠噴流式風機從入口一路把髒空間擠到出口,不僅太費時間,空氣品質也會下降,因此就在隧道中間設豎井,把髒空間從豎井送出去、交換新鮮空氣。

發生火災時因溫度很高,如果只用橫向風機,一旦抽送的距離太長,有些風機可能會被高溫燒壞,甚至引發新火點。

雪隧大約三公里就設一個豎井,歐洲有些山區無法開挖豎井,會在隧道下方做一個風道,再透過隧道壁的開孔交換空氣。

tunnel 隧道

ventilation 通風

velocity 速度

shaft 豎井、井狀通道;軸

fan 風扇

traffic jam 塞車

inhalation 吸入(煙霧)

detector 偵測器

visibility 能見度

fluid dynamics 流體動力學

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