CN102536293A - 一种基于共用排风联络风道及通风竖井的双线隧道 - Google Patents

一种基于共用排风联络风道及通风竖井的双线隧道 Download PDF

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郭洪雨
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本发明公开了一种基于共用排风联络风道及通风竖井的双线隧道，包括双线隧道以及若干座设于双线隧道外侧的地下风机房；地下风机房开设有上行送风联络风道、下行送风联络风道和排风联络风道；三条风道均横向穿过地下风机房，且风道与地下风机房的交叉处设有轴流风机；排风联络风道一端与下行隧道连通，中部与上行隧道连通，另一端连接有通风竖井；上行送风联络风道一端与上行隧道连通，下行送风联络风道一端与下行隧道连通；上行送风联络风道和下行送风联络风道的另一端均与通风竖井相连。本发明双线隧道通过共用排风联络风道及通风竖井，能够降低通风***土建结构的工程量，从而减少相应的工程造价，缩短施工工期。

Description

一种基于共用排风联络风道及通风竖井的双线隧道
技术领域
本发明属于隧道通风设计技术领域，具体涉及一种基于共用排风联络风道及通风竖井的双线隧道。
背景技术
随着我国公路建设的飞速发展，隧道设计和施工技术已经取得了巨大的进步。截止2010年底，我国公路隧道总数达到7300余座，总长度约5100余公里。出现一批长度大于5km的特长隧道，如18.3km长的秦岭终南山隧道、12.3km长的大坪里隧道、12.1km长的包家山隧道等。随着公路隧道的日益长大化，隧道营运通风问题已经成为21世纪制约长大公路隧道设计和建设的控制性技术之一。为了向隧道提供新风、同时排放车辆行驶过程中的尾气及烟雾，以及火灾时用以排烟，超过一定长度的特长公路隧道通常需要设置用以通风的通风竖井、地下风机房、联络风道等。
比如，秦岭终南山隧道设置3处地下风机房和通风竖井。每处地下风机房设置2条送风联络风道和2条排风联络风道，与上行隧道、下行隧道沟通。地下风机房宽度10m，直墙高度为9.6m，起重机轨间距11m，风机房净高为14.40m。其风机房长达160m，其中排风联络风道没有考虑共用是一个原因。大坪里隧道左线设置了2处通风竖井、右线设置了3处竖井，各竖井均未考虑左右线共用。
又如，浙江省近五年来建设的三座长度超过6km的特长公路隧道，也采用了地下风机房形式，风机房采用直墙拱形，净宽为10m，净高为11.16m，净空断面积103m2。如括苍山2号地下机房沿长度方向依次布置了排烟道、排风道、运输通道、送风道，净长达到105.7m。
地下风机房因为断面大，每延米造价较高，一般在10万/m左右，建造一处通风竖井的费用也少则几百万多则几千万，而且受山岭隧道埋深限制，往往很难确定合适的竖井位置。因此，如果能够采用双线隧道共用一处地下风机房的话，将具有很高的工程经济价值。
发明内容
针对现有技术所存在的上述技术缺陷，本发明提供了一种基于共用排风联络风道及通风竖井的双线隧道，能够降低通风***土建结构的工程量及造价。
一种基于共用排风联络风道及通风竖井的双线隧道，包括双线隧道以及若干座设于双线隧道外侧的地下风机房；所述的双线隧道包括上行隧道和下行隧道；
所述的地下风机房开设有三条风道：上行送风联络风道、下行送风联络风道和排风联络风道；三条风道均横向穿过所述的地下风机房，且风道与地下风机房的交叉处设有轴流风机；
所述的排风联络风道一端通过下行排风口与下行隧道连通，中部通过上行排风口与上行隧道连通，另一端连接有通风竖井；所述的上行送风联络风道一端通过上行出风口与上行隧道连通，所述的下行送风联络风道一端通过下行出风口与下行隧道连通；上行送风联络风道的另一端和下行送风联络风道的另一端均与所述的通风竖井相连。
所述的通风竖井通过隔板被分隔成两部分：送风井道和排风井道，其中，排风井道与排风联络风道相连，送风井道与上行送风联络风道和下行送风联络风道相连；送风井道和排风井道的横截面积根据送风和排风的风量按比例进行划分。
所述的上行出风口和下行出风口分别开设于上行隧道和下行隧道的顶部。
优选地，所述的上行排风口开设于上行隧道的顶部，所述的下行排风口开设于下行隧道的侧部；设计合理巧妙，能够降低相应的工程量和工程造价。
优选地，所述的上行隧道和下行隧道的顶部均设有若干射流风机；有利于隧道内的空气流通。
优选地，所述的地下风机房两端分别通过逃生通道和搬运通道与上行隧道连通；方便检修人员进入风机房进行检修工作，发生紧急情况时，能够及时疏散。
本发明双线隧道通过共用排风联络风道及通风竖井，能够降低通风***土建结构的工程量，从而减少相应的工程造价，缩短施工工期。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1沿AA’方向的断面图。
图3为图1沿BB’方向的断面图。
图4为图1沿CC’方向的断面图。
图5为图1沿DD’方向的断面图。
图6为图1沿EE’方向的断面图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示，一种基于共用排风联络风道及通风竖井的双线隧道，包括：上行隧道1、下行隧道2和一座设于上行隧道1右侧的地下风机房3；
上行隧道1和下行隧道2均有两个端口(进洞口和出洞口)；在实际应用中即使隧道有多个端口、或者有匝道的情况，本实施方式依然适用。
地下风机房3开设有三条风道：上行送风联络风道41、下行送风联络风道42和排风联络风道5；三条风道均横向穿过地下风机房3，且风道(41、42、5)与地下风机房3的交叉处设有轴流风机10；
地下风机房3通常是一个独立结构，根据地表地形情况，横向可灵活设置于上行隧道1或下行隧道2断面外侧；本实施方式中，地下风机房3设于上行隧道1右侧，与上行隧道1的间距以地下风机房3***开挖不会对上行隧道1结构产生影响为原则；竖向宜高于上行隧道1，有利于减小联络风道的坡度，纵向位置可根据需风量计算结果及埋深情况确定，其位置应使上下游的需风量基本相同。地下风机房3的断面根据轴流风机10的安装尺寸及维修工艺要求确定，通常采用直墙拱形，净跨可采用8～10m；地下风机房3通常设置行车，用于吊装大型风机设备，行车及行车梁的标高应满足某一台风机起吊后能翻过另外的风机到检修空间；地下风机房3内还可以布置变电所。
如图3所示，排风联络风道5一端通过下行排风口52与下行隧道2连通，中部通过上行排风口51与上行隧道1连通，另一端连接有通风竖井6；其中，通风竖井6通过隔板61被分隔成两部分：送风井道63和排风井道62，两部分的横截面积根据送风和排风的风量按比例进行划分；排风联络风道5的另一端与排风井道62相连。
上行隧道1的污染空气或火灾烟气从上行排风口51吸入，下行隧道2的污染空气或火灾烟气从下行排风口52吸入，经过地下风机房3内的轴流风机10加压后，送入通风竖井6实现排放。下行排风口52设置于下行隧道2侧墙，其底面与下行隧道2的检修道标高一致，断面平均风速宜取5～6m/s，进风方向可以与隧道轴向垂直，也可以斜交；上行排风口51设置于上行隧道1的拱顶，两者的断面积大小可以根据排风量和断面平均风速相除得到，且不应大于隧道正洞断面积。
如图2和图4所示，上行送风联络风道41一端通过上行出风口410与上行隧道1连通，下行送风联络风道42一端通过下行出风口420与下行隧道2连通；上行送风联络风道41的另一端和下行送风联络风道42的另一端均与通风竖井6的送风井道63相连。
新风从通风竖井6经地下风机房3内的轴流风机10加压后，从上行出风口410吹入至上行隧道1中，从下行出风口420吹入至下行隧道2中；上行送风联络风道41和下行送风联络风道42的净空断面积按设计风量和规范要求的风道设计风速范围13m/s～18m/s确定。下行送风联络风道42上跨上行隧道1去往下行隧道2时，需要保证其与上行隧道1的净距不小于3.0m。为减少气流的局部损失，送风联络风道(41、42)在平面的转弯半径不小于10m，并尽量减少风道的纵向转角数量，尽量避免大于30度的折曲。上行送风联络风道41与上行隧道1连接时，为避免拱形与拱形相交在设计、施工上的麻烦，可以先采用一段矩形断面过渡；同时，为了满足通风断面积的要求，可对上行隧道1的拱顶断面进行加高。
地下风机房3内的轴流风机10可以有若干台串联或并联运行。其中送风联络风道(41、42)与地下风机房3交叉处的轴流风机10用以从通风竖井6吸入较清洁空气，增压后，分别通过上行出风口410和下行出风口420吹入至上行隧道1和下行隧道2；出风口(410、420)设置于隧道拱顶、建筑限界范围之外，断面平均风速宜取15～30m/s，出风方向应顺着车流方向，断面积大小可以根据风量和断面平均风速相除得到，一般在10～15m2范围取值。
上行出风口410与上行排风口51以及下行出风口420与下行排风口52之间应考虑避免短道回流，距离不得小于50m。
如图1和图5所示，地下风机房3两端分别通过逃生通道7和搬运通道8与上行隧道1连通；其中，搬运通道8用于通风设备及其它机电设备和检修人员通过，其纵坡可以取5％～12％，其断面限界可采用《公路隧道设计规范》中要求的车行横通道限界，转弯半径、坡度等应满足车辆运输要求，搬运通道8与地下风机房3的端墙连接；逃生通道7用于在紧急情况下疏散正在地下风机房3内执行检修作业的工作人员。搬运通道8和逃生通道7与上行隧道1垂直相交，也可以为斜交。
如图6所示，上行隧道1和下行隧道2的顶部均并行设有若干射流风机10；射流风机10可正、反转，其作用主要是提供隧道通风所需升压力，并在火灾时控制烟气流向，射流风机10的数量由本区段的空气压力平衡要求确定。
本实施方式通过共用排风联络风道及通风竖井，能够降低通风***土建结构的工程量，从而减少相应的工程造价，缩短施工工期。本实施方式相比于秦岭终南山隧道，单个地下风机房土建工程量减少约44％；相比于浙江省括苍山隧道，单个地下风机房土建工程量减少约16％。

Claims (6)

1.一种基于共用排风联络风道及通风竖井的双线隧道，包括双线隧道以及若干座设于双线隧道外侧的地下风机房(3)；所述的双线隧道包括上行隧道(1)和下行隧道(2)；其特征在于：
所述的地下风机房(3)开设有三条风道：上行送风联络风道(41)、下行送风联络风道(42)和排风联络风道(5)；三条风道均横向穿过所述的地下风机房(3)，且风道与地下风机房(3)的交叉处设有轴流风机(10)；
所述的排风联络风道(5)一端通过下行排风口(52)与下行隧道(2)连通，中部通过上行排风口(51)与上行隧道(1)连通，另一端连接有通风竖井(6)；所述的上行送风联络风道(41)一端通过上行出风口(410)与上行隧道(1)连通，所述的下行送风联络风道(42)一端通过下行出风口(420)与下行隧道(2)连通；上行送风联络风道(41)的另一端和下行送风联络风道(42)的另一端均与所述的通风竖井(6)相连。
2.根据权利要求1所述的基于共用排风联络风道及通风竖井的双线隧道，其特征在于：所述的通风竖井(6)通过隔板(61)被分隔成两部分：送风井道(63)和排风井道(62)，其中，排风井道(62)与排风联络风道(5)相连，送风井道(63)与上行送风联络风道(41)和下行送风联络风道(42)相连；送风井道(63)和排风井道(62)的横截面积根据送风和排风的风量按比例进行划分。
3.根据权利要求1所述的基于共用排风联络风道及通风竖井的双线隧道，其特征在于：所述的上行出风口(410)和下行出风口(420)分别开设于上行隧道(1)和下行隧道(2)的顶部。
4.根据权利要求1所述的基于共用排风联络风道及通风竖井的双线隧道，其特征在于：所述的上行排风口(51)开设于上行隧道(1)的顶部，所述的下行排风口(52)开设于下行隧道(2)的侧部。
5.根据权利要求1所述的基于共用排风联络风道及通风竖井的双线隧道，其特征在于：所述的上行隧道(1)和下行隧道(2)的顶部均设有若干射流风机(9)。
6.根据权利要求1所述的基于共用排风联络风道及通风竖井的双线隧道，其特征在于：所述的地下风机房(3)两端分别通过逃生通道(7)和搬运通道(8)与上行隧道(1)连通。
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