正常運營時，行駛列車活塞效應使得隧道內(nei) 空氣流動並控製空氣質量，溫度和濕度。從(cong) 而正常運營時隧道和豎井通風風機不是用來供新風到隧道內(nei) 。如果隧道內(nei) 氣候達到不合格水平(比方說，溫度太高)，就要在正常運營時也采取機械通風。
設計核實：隻有貨車在第一階段通過隧道，其最大速度100100km/h。正常運營時隧道通風目的達到，已經過夏天和冬天季節核實。隻有夏天的結果(12月份，1月份和2月份) 在本文公布但是類似的結果也可在冬天觀察得到。
壓力偏差和空氣速度：行駛在隧道內(nei) 的列車造成隧道沿線壓力暫時變動。隧道內(nei) 偏離正常壓力的曆程在圖6表明，這是針對隧管內(nei) 兩(liang) 個(ge) 點，其偏離正常壓力的最大正壓和負壓標繪的。
圖6 沿著隧道兩(liang) 個(ge) 地點的壓力曆程，用偏離正常壓力的最大正壓值和負值表示。距離用的是鐵軌鏈尺而不是隧道內(nei) 的距離。
圖7表示隧道沿線偏離正常壓力的最大正壓和負壓。這是從(cong) 隧道沿線每個(ge) 地點壓力—時間曲線中推導出來的。由於(yu) 列車速度受限，列車誘生的最大正壓和負壓波動，若與(yu) 高鐵隧道相比是小的，其範圍在2至3kPa 之間。
圖7 列車時刻表整個(ge) 周期，沿著隧道，受到列車誘生而偏離正常壓力的最大正值和負值
與(yu) 壓力偏差相似，圖8和圖9所標明的沿著基底隧道最大和最小列車誘生空氣速度，圖8內(nei) ，空氣速度突然從(cong) 負值變到正值，或短期內(nei) 反之亦然，這是因為(wei) 列車在這個(ge) 位置行駛經過。圖8所示平均速度說明有主要氣流從(cong) 智利洞口朝向阿根廷洞口流動。這個(ge) 行為(wei) 與(yu) 自然拔風效應相關(guan) ，以至於(yu) 導致，在夏天常見的氣象境遇下，24小時內(nei) 進行全麵空氣交換。（正如表列所示技術參數）列車近鄰的局地空氣速度可能明顯地大一些，這是因為(wei) 三維效應。幹球溫度：隧道氣候的預測使用數字模擬，這是為(wei) 了觀察隧道氣候因數的影響。為(wei) 了排除長期氣候，所給出的結果是經過6年隧道運營之後的模擬。
圖8 沿著隧道二個(ge) 位置速度曆程（根據一維模擬的最大正速度和負速度）
圖9 沿著隧道列車誘生的最大正的和負的空氣流速
預計的夏天最大幹球溫度達到32攝氏度，也就是低於(yu) （參見表1）限值35攝氏度。
擁堵運營
擁堵運營模式的具體(ti) 通風要求必須在後期規劃階段規定出。這些是歸屬於(yu) 緊急運營模式設計時，由隧道通風係統所包括在內(nei) 的。
維護運營
風機運轉必須向每條維護中隧道提供縱向氣流。必須供應新風從(cong) 而可排除汙染空氣也提供充分工作條件、為(wei) 了在維護區控製氣流，在隧道不同位置必須安裝鐵路隧道門。舉(ju) 例來說，智利MFS和阿根廷MFS之間的隧道段，其維護運營模式特點在本文原文說明，特別是，敞開的和關(guan) 閉的鐵路隧道門位置、洞口和一個(ge) MFS之間的隧道段同樣用正確開啟和關(guan) 閉鐵路隧道門以及在通風站運轉軸向風機來對待。
如果是維護情況下，（相對於(yu) 排氣量）必須供應的新風量（與(yu) 排風相反）小於(yu) 緊急運營模式所需的量。因而，維護運營模式時不規定具體(ti) 的通風要求。
緊急狀態運營
在緊急狀態下，列車必須企圖離開隧道。作為(wei) 二次方案，列車應企圖抵達最近的MFS多功能車站而且乘客通過隧道而疏散。假如列車不能抵達MFS，它滯留在隧道內(nei) ，無論如何TVS設計必須考慮到應對各種各樣緊急情景。
每個(ge) MFS上在主幹軌線和旁越軌線上方要預設兩(liang) 個(ge) 拔鳳點。由於(yu) 逃逸路徑眾(zhong) 多，對發生火情的列車，必須要指示它指向主軌線。可是也不要排除與(yu) 火情相關(guan) 的事故發生在旁越軌線上的可能，因而要考慮在主幹線和旁越線上方設置兩(liang) 個(ge) 拔鳳點。這樣的話，所有可能發生的火情位置都覆蓋完整。
第一階段時期，隻預見有貨車交通。這方麵必須考慮到TVS設計以便優(you) 化通風。
在緊急模式時，火情點必須首先要找到。第二階段期間，與(yu) 合適的拔鳳點相應的可切換氣流調節器必須加以激活。通風係統必須得以保持越簡單越好，這是為(wei) 了盡量減少不正確操作的風險。
隧道段如遇到火情，通風係統必須總是能在兩(liang) 個(ge) 方向達到臨(lin) 界速度。在任一情況下，乘客疏散將按照火情的上遊方向進行。
表3表示的是不同隧道段發生火情時，為(wei) 緊急運營模式設計的通風係統總結。對每個(ge) 列車位置，所設計的TVS能載送，如有必要，任何方向的煙霧。擬議的流率值從(cong) 可比較長度的其他基底隧道所獲得的數據推導得來的【如哥德哈特基底隧道（GBT）， Lotschberg 呂其堡基底隧道（LBT），Brenner布勒那基底隧道（BBT）】。此外，也考慮到常見的貨車火情，其最大釋熱率HRR為(wei) 250MW。
表3 隧道段列車火災時TVS的描述
作為(wei) 例子，圖10 說明位於(yu) 智利MFS和阿根廷MFS之間的列車發生火情時那裏的緊急通風係統。考慮到用“推拉式”通風係統，那時從(cong) 阿根廷洞口朝向智利洞口的是縱向氣流。鐵路隧道門必須合適地關(guan) 閉，就是為(wei) 了抵消從(cong) 智利洞口朝向阿根廷洞口的自然拔風效應。供風機設定在250m3/s而排風機300m3/s。阿根廷洞口方向的鐵路隧道門關(guan) 閉，就是為(wei) 了抵消從(cong) 智利洞口朝向阿根廷洞口的主流自然拔風。
圖10 MFS多功能車站-智利和MFS-阿根廷之間滯留的著火列車，處於(yu) 緊急運營狀態
如遇到MFS發生事故，那麽(me) TVS必須能維持逃逸通道，諸如橫向通道和中心安全隧道，絕無煙霧，為(wei) 此，空氣速度必須達到2-11m/s 。圖11 MFS的緊急運營得到說明。那時發生火情的列車位於(yu) 主軌線上。
圖11 多功能車站上主軌線列車發生火情時的通風步驟
新風經過出入隧道導向MFS。在這裏，新風必須沿著安全隧道分布並載送通過敞開逃逸走廊門進入鐵路隧道。出入隧道必須裝設有一個(ge) 中間天花板，就是為(wei) 了分離排風和供風。煙霧/空氣通過隧道截麵頂部的導管排出，而新風保持在出入隧道底部。
設計核實：采用數字模擬來核實所設計的TVS能否符合規定目的
隧道緊急運營的結果來自下列主要研究：
?臨(lin) 界速度總是可以通過表3規定供風和排風機的運轉而得到
?假如機械通風正如自然拔風效應那樣起著同一方向的作用（從(cong) 智利洞口到阿根廷洞口），臨(lin) 界速度總是可以達到而不至於(yu) 要關(guan) 閉鐵路隧道門。
?假如機械通風正如自然拔風相反方向作用（從(cong) 阿根廷洞口到智利洞口），鐵路隧道門必須合適地關(guan) 閉，就是為(wei) 了達到所需臨(lin) 界速度。
MFS緊急運營的結果表明，如供風設定在250m3/s，排風設定在300m3/s，可以取得速度4.0-5.5m/s。這樣，通風指標可保證得到滿足。
擬議的通風設計允許對待最大HRR為(wei) 250Mw的火情貨物列車。如遇到火情乘客安全會(hui) 增加而土建結構損害會(hui) 得到限製。
第二階段TVS
MFS最後配置在圖12說明，表明不同施工階段，
增加了額外的拔鳳點就是為(wei) 了對待北管與(yu) 火情相關(guan) 的事故。第二階段MFS增添的主要構件在表4敘述。
圖12 第二階段時位於(yu) 智利和阿根廷的多功能車站
正常運營
與(yu) 第一階段相似，隧道通風和豎井通風的風機不是用來供應環境新風到隧道，因為(wei) 空氣交換以及溫度和濕度大小受到活塞效應控製，機械通風如有必要必須裝設。
為(wei) 了安全原因和為(wei) 了保持施工，北部區間段和南部區間段必須與(yu) 正常運營時的空動力學相隔開。所有橫向通道和渡線門必須關(guan) 閉。
設計核實：貨物列車和客車第二階段期間經過隧道時，貨運列車最大可用速度為(wei) 100km/h，客車為(wei) 120km/h。正常運營時隧道通風目的的取得都經過夏、冬天條件的核實。本文內(nei) 隻列出夏天的結果，但是相似的行為(wei) 可以在冬天觀察到。
與(yu) 第一階段為(wei) 南部區間隧道分析相似，北部區間隧道內(nei) 自然拔風效應也將生成從(cong) 智利到阿根廷的主要氣流、因而按照夏天常見的氣象情景，24小時內(nei) 可以保證全麵的空氣交換。
由於(yu) 有限的列車速度，列車誘生最大的正壓和負壓波動如與(yu) 高鐵隧道相比是小的。已經經過核實，它們(men) 的範圍在2-3kPa之內(nei) 。
為(wei) 隧道可能設計的特殊設備例子是：
鐵路隧道和橫向通道的門
?這些門必須承受作用在兩(liang) 個(ge) 方向的壓力差達30kPa。在開啟和關(guan) 閉時，這些構建能抵禦相應的空氣速度，就像，它們(men) 一直有導向的。不能由於(yu) 風力而無控製的閃開或閃閉。
?顯示牌：暴露於(yu) 隧道內(nei) 的縱向氣流內(nei) ，這些顯示牌設計要堅固得足以抵禦風力。
夏天幹球溫度：與(yu) 第一階段相似，北部區間隧道進行了氣候預測，模擬結果表明，夏天幹球最高溫度不達到30攝氏度，因此低於(yu) 規定的限值35攝氏度。
擁堵模式運營
擁堵模式運營沒有規定具體(ti) 的通風要求。
維護運營
第二階段維護可以在北隧管和南隧管路段進行，那時列車交通不必停止。必須計劃好鐵路隧道門和渡線的位置，以便讓維護區與(yu) 隧道其它部分分開（同時）又可讓出列車通道。
為(wei) 了覆蓋可能處於(yu) 維護狀態的一切隧道段，裝設了一組10套鐵路隧道門和渡線門。位於(yu) 北管和南管的鐵路隧道門以及渡線配置都計劃好了，就是讓列車從(cong) 一條隧管進入另一條隧管。因此，列車交通在某一路段隧道維護時不會(hui) 中斷。
所選的鐵路隧道和渡線門都確實關(guan) 閉，為(wei) 了隔離維護中的隧道段並保持列車交通。
如遇到維護時，所供應的新風量少於(yu) 緊急狀態運營的新風量，因而有關(guan) 維護運營時，不規定具體(ti) 的通風要求。
緊急運營
隧道通風係統在緊急運營時和第一階段相似。在北管區間段增設一個(ge) 拔鳳點，這是為(wei) 了有可能列車著火時便於(yu) 處理對待。同時新風供應到橫向通道讓乘客們(men) 疏散。在隧道段遇到火災時，TVS必須在對麵的隧管內(nei) 供應縱向鳳，而所選的橫向通道必須打開讓乘客從(cong) 事故隧管疏散到非事故的隧道管。在未出事故隨管內(nei) ，必須配備有搶救列車疏散乘客出隧道。另一個(ge) 橫向通道以及渡線門還是關(guan) 閉。圖13 說明TVS在智利洞口附近北管區間段遇到火情時的情形。
圖13 第二階段時，靠近智利洞口的北管區間隧道列車火災時的緊急運營模式
當位於(yu) 南、北隧道的其他路段的列車發生火情時，采用相似的通風方法。
設計核實：第一階段的結果表明，MFS如遇到火情，那麽(me) TVS在疏散走廊內(nei) 所提供的風速為(wei) 2- 11m/s，符合規範。
如圖13所表明的那樣，如區間隧道路段遇到火情，所選橫向通道必須打開，保持一個(ge) 過壓，以便允許乘客疏散。
與(yu) MFS火情時相似，沿著打開的橫向通道氣流速度必須在2-11m/s範圍內(nei) 。遵守著第一階段所規定的數值，這樣的通風目的通過考慮在智利和阿根廷的MFS供風量為(wei) 250m3/s(參見圖13) ，已經經過核實。由於(yu) 自然拔風效應，不關(guan) 閉鐵路隧道門，通風目的不能實現。此外，沿著橫向通道所需空氣流速，如果隻考慮有一個(ge) MFS供風量為(wei) 250m3/s，所需空氣流速不能達到的。所以立刻應該讓兩(liang) 台軸向式風機運轉起來。
土建設計
TVS的供風能力必須設定在250m3/s而排氣能力在300m3/s。為(wei) 了限製隧道壁造成的壓力損失，在通風井的空氣流速應該在10-15m/s範圍內(nei) 。熱空氣拔風的通風導管應該具備截麵積在20-30m2範圍內(nei) 。
由於(yu) 出入隧道重要的長度（大約4km），軸向式通風機必須克服高壓損失（估計大約在7500Pa）。通風機所需功率是3.5MW，每台輪流當做備用，保證100%冗餘(yu) 度。
每個(ge) 拔鳳點麵積必須大約為(wei) 20m2。4個(ge) 氣流調節器具有麵積5m2，每個(ge) 必須考慮成相互間隔大約為(wei) 1m。
結論
通風原理是為(wei) CBA-BT康塔納瓜二洋走廊-基底隧道項目擬定的。第一階段和第二階段兩(liang) 者都經過分析並根據正常，緊急，維護和擁堵狀態的運營模式，參照其它大型隧道項目而製定具體(ti) 的通風目的。通風係統設計成能對付火車上發生火災（因為(wei) 後者說明是CBA-BT大流量交通）。此外，客運也經過考慮的。
運營時的維護和擁堵模式與(yu) 界定TVS的尺寸無關(guan) 。維護運營模式時列車行駛可以通過確當的開啟和關(guan) 閉隧道門和渡線門來管理，鐵路隧道門也是在緊急運營模式時所必需的，這是為(wei) 了減少朝著阿根廷洞口方向自然拔風的影響。
譯自2012年1月