CN110529167B - 一种公铁隧道群泄压通风装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明专利涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种公铁隧道群泄压通风装置及方法。包括铁路隧道和公路隧道，所述铁路隧道和公路隧道之间设置有通风泄压管，通风泄压管一端与铁路隧道连通，另一端与公路隧道连通；通风泄压管内设置有单向阀。公路隧道可为铁路隧道提供泄压空间，减少铁路隧道列车运行活塞风造成的风阻，列车运行时列车前方的受挤压空气通过通风泄压管排入公路隧道。本发明通过高速铁路隧道列车活塞风效应为公路隧道供风，利用大断面公路隧道为高速铁路隧道提供泄压空间，形成互为通风泄压***，可进一步减少铁路隧道断面，降低工程投资，减少公路隧道通风成本和运行成本，对跨海隧道的建设具有重要意义。

Description

一种公铁隧道群泄压通风装置及方法

技术领域

本发明专利涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种公铁隧道群泄压通风装置及方法。

背景技术

近年来,我国铁路、公路交通事业迅猛发展，长大隧道越来越多，在长大隧道的建设中,通风方案的优劣及运营效果的好坏,将直接关系到隧道的救灾工程、运营环境、救灾功能及运营效益等。

国外对隧道通风问题的研究起步较早，最早出现于铁路隧道，随着公路隧道的出现，针对公路隧道通风的技术问题才得到研究。1919年，美国在修建纽约市荷兰隧道时，以美国矿务局为主，在一些大学和研究所的协助下，对汽车CO排放量和人体对CO浓度的容许值进行了研究，并以此作为隧道通风计算的依据，这是历史上首次对公路隧道通风的研究，研究结果决定将400ppm作为CO的设计浓度，并以此算出所需要的通风量。1973年成立的空气动力学和隧道通风国际研讨会，每3年召开一次，各国隧道通风专家展示自己的研究成果，大大推进了隧道通风技术的发展。1985年，日本的关越隧道一线首次将纵向式通风应用于10km以上公路隧道，并通过编制的一套程序对关越隧道通风***进行了模拟，验证其通风***的可靠性和实用性。此外，国外一些研究学者如Bring A，Chen T Y，Jang H M，GuianS K，Miroslav Sambolek以及Jaroslav Katolicky等人在公路隧道通风领域也进行了大量的研究。

我国的公路隧道建设起步较晚，对公路隧道通风的研究也落后于欧美和日本。1994年兰州铁道学院完成了依托中梁山隧道和缙云山隧道的公路长隧道纵向通风模型模拟试验研究；1999年重庆公路科研设计院在隧道通风方面曾做过一些相应的研究，在我国现有的经验基础上，借鉴国外公路隧道的成功经验和先进技术，主持编写了《公路隧道通风照明设计规范JTJ 026.1—1999》，使得隧道通风设计有了更新的参考依据。

我国琼州海峡隧道长度预计将达到23km，而渤海海峡隧道长度将超过48km，通风问题将影响这些超长隧道建设的关键技术。此外，高速铁路隧道，尤其是单洞单线隧道，断面较小，列车活塞效应引起的空气阻力较大，需要设置泄压***减少空气阻力。

发明内容

针对现有技术中存在的超长铁路隧道因为列车活塞效应需要泄压，以及超长公路隧道不能有效、低成本通风的问题，本发明提供了一种公铁隧道群泄压通风装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种公铁隧道群泄压通风装置，包括互相平行设置的铁路隧道和公路隧道，所述铁路隧道和公路隧道之间设置有多个通风泄压管，所述通风泄压管一端与铁路隧道连通，另一端与公路隧道连通；所述通风泄压管内设置有阻止公路隧道中的空气流向铁路隧道的单向阀。公路隧道可为铁路隧道提供泄压空间，减少铁路隧道列车运行活塞风造成的风阻，列车运行时列车前方的受挤压空气通过通风泄压管排入公路隧道。

进一步地，所述通风泄压管内还设置有发生火灾时自动关闭的火灾自动关闭阀。

进一步地，所述通风泄压管与铁路隧道中列车前进方向延长线的夹角为45度，可以提高通风泄压管的通风效果和泄压效果，减少风阻。

进一步地，所述多个通风泄压管均匀设置，且两相邻通风泄压管之间的距离为200-400m。

进一步地，所述铁路隧道与公路隧道之间还设置有常闭联络横通道。

进一步地，所述铁路隧道包括第一铁路隧道和第二铁路隧道，所述公路隧道包括第一公路隧道和第二公路隧道，所述通风泄压管包括第一通风泄压管和第二通风泄压管，所述第一通风泄压管设置在第一铁路隧道与第一公路隧道之间，第二通风泄压管(31)设置在第二铁路隧道和第二公路隧道之间；所述第一公路隧道和第二公路隧道设置在第一铁路隧道和第二铁路隧道之间，且第一公路隧道和第二公路隧道之间设置有第三联络横通道。

进一步地，所述第一通风泄压管内设置有第一单向阀和第一火灾自动关闭阀；所述第二通风泄压管内设置有第二单向阀和第二火灾自动关闭阀(52)。

本发明还公开了一种公铁隧道群泄压通风方法，包括：

将铁路隧道和公路隧道平行设置；

将铁路隧道和公路隧道之间设置多个通风泄压管，将铁路隧道和公路隧道连通；

通风泄压管内设置单向阀，让铁路隧道内的空气可以流向公路隧道，阻止公路隧道中的空气流向铁路隧道。

进一步地，所述通风泄压管与铁路隧道中列车前进方向延长线的夹角为45°。

进一步地，所述多个通风泄压管平行设置，且两相邻通风泄压管之间的距离为200-400m。

与现有技术相比，本发明的公铁隧道群泄压通风装置及方法的有益效果是：

本发明通过高速铁路隧道列车活塞风效应为公路隧道供风，利用大断面公路隧道为高速铁路隧道提供泄压空间，形成互为通风泄压***，可进一步减少铁路隧道断面，降低工程投资，减少公路隧道通风成本和运行成本，对跨海隧道的建设具有重要意义。

附图说明

图1为本发明实施例1结构示意图；

图2为本发明实施例2结构示意图；

图3为本发明实施例2结构俯视示意图。

图中标记：1、铁路隧道；2、公路隧道；3、通风泄压管；4、火灾自动关闭阀；5、单向阀；6、联络横通道；7、排风机；11、第一铁路隧道；12、第二铁路隧道；21、第一公路隧道；22、第二公路隧道；31、第一通风泄压管；32、第二通风泄压管；41、第一火灾自动关闭阀；42、第二火灾自动关闭阀；51、第一单向阀；52、第二单向阀；61、第一联络横通道；62、第二联络横通道；71、第一排风机；72、第二排风机；8、第三联络横通道；9、列车；10、汽车。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，术语第一、第二等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。

应当理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

应当理解，在本发明的描述中，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

应当理解，当将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，当将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，不存在中间单元。应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在……之间”对“直接在……之间”,“相邻”对“直接相邻”等等)。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本发明的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能出现的顺序不同。例如,取决于于所涉及的功能/动作,实际上可以实质上并发地执行,或者有时可以以相反的顺序来执行。

在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而,本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。

实施例1

如图1所示，本发明的公开了一种公铁隧道群泄压通风装置，包括互相平行设置的铁路隧道1和公路隧道2，所述铁路隧道1和公路隧道2之间设置有多个泄压通风管3，所述泄压通风管3一端与铁路隧道1连通，另一端与公路隧道2连通；所述泄压通风管3内设置有阻止公路隧道2中的空气流向铁路隧道1的单向阀5。所述泄压通风管3内还设置有发生火灾时自动关闭的火灾自动关闭阀4。所述泄压通风管3与铁路隧道1中列车9前进方向延长线的夹角为45°。所述多个泄压通风管3均匀设置，且两相邻泄压通风管3之间的距离为200-400m。所述铁路隧道1与公路隧道2之间还设置有常闭联络横通道6。所述公路隧道2顶部还设置有排风机7。

实施例2

如图2和图3所示，本发明公开了一种公铁隧道群泄压通风装置，特别是应用于超长跨海公铁隧道群。本实施例包括四条平行隧道，其中两侧的两个隧道为铁路隧道1，中间两条隧道为公路隧道2。从左至右依次为第一铁路隧道11、第一公路隧道21、第二公路隧道22和第二铁路隧道12；所述公路隧道2可以设置成三车道公路隧道，净空为13.8m，铁路隧道1为单线铁路隧道，内径为8.9m，大断面公路隧道2可为铁路隧道1提供泄压空间，为了减少忒路隧道1内列车9运行活塞风造成的风阻，公路隧道2和铁路隧道1之间，每隔200-400m设置一个横向通风泄压管3，列车9运行时列车9前方的受挤压空气通过通风泄压管3排入公路隧道2。

在第一公路隧道21和第一铁路隧道11之间设置第一通风泄压管31，将第一公路隧道21和第一铁路隧道11进行连通，在第二公路隧道22和第二铁路隧道12之间设置第二通风泄压管32，将第二公路隧道22和第二铁路隧道12连通。公路隧道2因汽车尾气、轮胎摩擦等，具有较大的通风需求，隧道越长，通风成本越大。而铁路隧道1由于列车9活塞风效应，尤其是高速铁路列车，电力牵引，轮轨接触，隧道内空气相对新鲜，可为公路隧道2提供补充通风。

放了防止公路隧道2受污染空气反向流入铁路隧道1，在通风泄压管3中间设置单向阀5，可允许铁路隧道1内的空气流向公路隧道2，但公路隧道2的空气无法反向流入铁路隧道1。第一通风泄压管31内设置第一单向阀51，第二通风泄压管32内设置第二单向阀52。

为了提高通风泄压管3的通风效果和泄压效果，减少风阻，通风泄压管3与铁路隧道1轴线呈45°斜交。通风泄压管3连接的公路隧道2内汽车10和铁路隧道1内的列车9运行方向保持一致。

通风泄压管3设置火灾自动关闭阀4，当发生火灾工况时，自动关闭通风泄压管3，防止火灾散发的烟气在公路隧道2与铁路隧道1之间相互影响。第一通风泄压管31内设置第一火灾自动关闭阀41，第二通风泄压管32内设置第二火灾自动关闭阀42。

第一公路隧道21和第二公路隧道22之间设置有第三联络横通道8，第一公路隧道21和第一铁路隧道11之间设置有第一联络横通道61，第二公路隧道22和第二铁路隧道12之间设置有第二联络横通道62。所述第一联络横通道61、第二联络横通道62和第三联络横通道8均为常闭状态。第一公路隧道21的顶部还设置有第一排风机71，第二公路隧道22的顶部还设置有第二排风机。

实施例3

本实施例3公开了一种公铁隧道群泄压通风方法，包括：

将铁路隧道1和公路隧道2平行设置；

将铁路隧道1和公路隧道2之间设置多个泄压通风管3，将铁路隧道1和公路隧道2连通；

泄压通风管3内设置单向阀5，让铁路隧道1内的空气可以流向公路隧道2，阻止公路隧道2中的空气流向铁路隧道1。

所述泄压通风管3与铁路隧道1中列车9前进方向延长线的夹角为45°。

所述多个泄压通风管3平行设置，且两相邻泄压通风管3之间的距离为200-400m。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种公铁隧道群泄压通风装置，其特征在于：包括互相平行设置的铁路隧道(1)和公路隧道(2)，所述铁路隧道(1)和公路隧道(2)之间设置有多个通风泄压管(3)，所述通风泄压管(3)一端与铁路隧道(1)连通，另一端与公路隧道(2)连通；所述通风泄压管(3)内设置有阻止公路隧道(2)中的空气流向铁路隧道(1)的单向阀(5)；

其中，所述通风泄压管(3)连接的公路隧道(2)内汽车(10)和铁路隧道(1)内的列车(9)运行方向保持一致。

2.如权利要求1所述的公铁隧道群泄压通风装置，其特征在于：所述通风泄压管(3)内还设置有发生火灾时自动关闭的火灾自动关闭阀(4)。

3.如权利要求1所述的公铁隧道群泄压通风装置，其特征在于：所述通风泄压管(3)与铁路隧道(1)中列车(9)前进方向延长线的夹角为45°。

4.如权利要求1所述的公铁隧道群泄压通风装置，其特征在于：所述多个通风泄压管(3)均匀设置，且两相邻通风泄压管(3)之间的距离为200-400m。

5.如权利要求1所述的公铁隧道群泄压通风装置，其特征在于：所述铁路隧道(1)与公路隧道(2)之间还设置有常闭联络横通道(6)。

6.如权利要求1所述的公铁隧道群泄压通风装置，其特征在于：所述铁路隧道(1)包括第一铁路隧道(11)和第二铁路隧道(12)，所述公路隧道包括第一公路隧道(21)和第二公路隧道(22)，所述通风泄压管(3)包括第一通风泄压管(31)和第二通风泄压管(32)，所述第一通风泄压管(31)设置在第一铁路隧道(11)与第一公路隧道(21)之间，第二通风泄压管(31)设置在第二铁路隧道(12)和第二公路隧道(22)之间；所述第一公路隧道(21)和第二公路隧道(22)设置在第一铁路隧道(11)和第二铁路隧道(12)之间，且第一公路隧道(21)和第二公路隧道(22)之间设置有第三联络横通道(8)。

7.如权利要求6所述的公铁隧道群泄压通风装置，其特征在于：所述第一通风泄压管(31)内设置有第一单向阀(51)和第一火灾自动关闭阀(41)；所述第二通风泄压管(32)内设置有第二单向阀(52)和第二火灾自动关闭阀(52)。

8.一种公铁隧道群泄压通风方法，其特征在于，包括：

将铁路隧道(1)和公路隧道(2)平行设置；

将铁路隧道(1)和公路隧道(2)之间设置多个通风泄压管(3)，将铁路隧道(1)和公路隧道(2)连通；

通风泄压管(3)内设置单向阀(5)，让铁路隧道(1)内的空气可以流向公路隧道(2)，阻止公路隧道(2)中的空气流向铁路隧道(1)；

其中，所述通风泄压管(3)连接的公路隧道(2)内汽车(10)和铁路隧道(1)内的列车(9)运行方向保持一致。

9.根据权利要求8所述的公铁隧道群泄压通风方法，其特征在于：所述通风泄压管(3)与铁路隧道(1)中列车(9)前进方向延长线的夹角为45°。

10.根据权利要求8所述的公铁隧道群泄压通风方法，其特征在于：所述多个通风泄压管(3)平行设置，且两相邻通风泄压管(3)之间的距离为200-400m。

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