CN104675424B - 一种水下隧道通风系统及通风方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下隧道通风系统及通风方法，在服务隧道两端设置通风井排风道及通风井送风道，并与排风道和送风道连接，排风道通过排风联络风道与主隧道连通，送风道通过送风联络风道与主隧道连通，两主隧道之间设有置换通风联络风道将两主隧道相连通；新鲜空气从服务隧道两端通风井送风道进入送风道，经送风联络通道进入主隧道，开启置换轴流风机使主隧道内气流通过置换通风联络风道进入另一主隧道，再经排风联络通道、排风道从通风井排风道将污染空气排出；本通风系统利用服务隧道作为风道向隧道内输入新鲜空气和排出污染空气，解决了隧道长距离穿越水域部分每隔数公里需设置人工岛通风井的难题。

Description

一种水下隧道通风系统及通风方法

技术领域

本发明属于隧道公路领域，具体涉及一种水下隧道通风系统及通风方法。

背景技术

公路隧道内良好的空气状态是行车安全的必要条件，通风是为了把隧道内的有害气体或污染物质的浓度降低，保证汽车行驶的安全性和舒适性。目前，我国通常采用通风井分段纵向通风方式解决特长山岭隧道的通风问题，即每隔几公里需设置一座通风井向隧道内输入新鲜空气以满足隧道内运营需求。目前我国已经建成的特长水下隧道也采用了这种通风系统，通风井均设置于陆地。受限于通风技术瓶颈，水下隧道穿越水域部分长度尚未突破8公里。

随着跨海隧道的长度更长、海面更宽，如果仍采用传统的通风井分段通风方式就需要设置人工岛。而在海中设置人工岛式通风竖井的经济技术难度很大，且造价高，特别是在深海区，几乎是不可能的。从而制约公路隧道跨海段长度及隧道在跨海通道中的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无需设置人工岛通风井、直接利用服务隧道向隧道内输入新鲜空气并排出污染空气的水下隧道通风系统及通风方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水下隧道通风系统，包括主隧道及服务隧道，所述主隧道有两条，所述服务隧道设置在两条主隧道之间，所述服务隧道内设有独立的进风道及排风道，两端设有通风井风道，所述通风井风道包括通风井送风道及通风井排风道，所述通风井送、排风道对应与进风道及排风道相连通；所述排风道通过排风联络风道与主隧道的排风口相连通，所述进风道通过送风联络风道与主隧道的送风口相连通。

进一步，所述主隧道上至少设有两条将两主隧道相连通的置换通风联络风道。

进一步，所述排风联络风道及送风联络风道内对应设有调节风阀。

进一步，所述置换通风联络风道内设有置换轴流风机。

进一步，所述主隧道内设有射流风机。

进一步，所述通风井送、排风道中对应设有送风轴流风机及排风轴流风机。

本发明还公开了一种利用上述水下隧道通风系统实现隧道通风的通风方法，主要包括以下步骤：

1)在主隧道内布置射流风机，且两条主隧道内的射流风机方向相反，通过射流风机进行纵向诱导通风；

2)将主隧道分为洞口段及中部段三部分，在洞口段设置置换通风联络风道，开启置换轴流风机，通过置换通风联络风道将一条主隧道内的新风置换至另一条主隧道内；

3)根据主隧道中部段长度情况，选择中部段的通风方式：

i)中部段较短时，在中部段设置若干处送风联络风道及排风联络风道，开启送风轴流风机及排风轴流风机，对应向主隧道中部段输入新风，并排出流经主隧道中部段的污染空气；

ii)中部段较长时，在中部段两端设置若干处送风联络风道、排风联络风道及置换通风联络风道，开启送风轴流风机，使新风进入主隧道中部段；开启置换轴流风机，使主隧道中部段内的气流通过置换通风联络风道进入至另一条主隧道内；开启排风轴流风机，排出流经主隧道中部段的污染空气。

本发明的有益效果在于：本发明的水下隧道通风系统结构简单，对现有结构改造量小，极大的降低了施工难度，同时降低了工程造价，节约了成本投入；综合利用服务隧道作为排风道和送风道，取代了专用的通风井，有效避免了在水域部分设置人工岛，不仅节约了隧道工程造价，还减小了对工程所在水域的环境破坏，解决了公路隧道长距离穿越水域部分的通风技术难题。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为水下隧道通风系统平面布置示意图；

图2为采用服务隧道送风、排风+射流风机通风时的工作原理示意图；

图3为采用服务隧道送风、排风+置换通风时的工作原理示意图；

图4为采用服务隧道送风、排风+置换通风+组合通风时的工作原理示意图；

图5为通风井排、送风道和排、送风道布置示意图；

图6为A-A横断面示意图；

图7为B-B横断面示意图；

图8为C-C横断面示意图；

图9为D-D横断面示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图所示，一种水下隧道通风系统，包括主隧道1及服务隧道2，所述主隧道1有两条，所述服务隧道2设置在两条主隧道1之间，所述服务隧道2内设有独立的进风道3及排风道4，两端设有通风井风道，所述通风井风道包括通风井送风道5及通风井排风道6，所述通风井送、排风道对应与进风道3及排风道4相连通；所述排风道4通过排风联络风道7与主隧道1的排风口相连通，所述进风道3通过送风联络风道8与主隧道1的送风口相连通。该通风系统借助于服务隧道2向主隧道1内引入新风、排出污染空气，通风井风道设置在服务隧道2两端，对于跨海隧道而言，无需再设置人工岛式通风竖井，降低了建造难度，节约了建造成本。

作为上述方案的进一步改进，所述主隧道1上至少设有两条将两主隧道1相连通的置换通风联络风道9，通过设置置换通风联络风道9，可将两条两主隧道1内的空气进行置换。

作为上述方案的进一步改进，所述排风联络风道7及送风联络风道8内对应设有调节风阀10，可实现对排风量及进风量的控制。

作为上述方案的进一步改进，所述置换通风联络风道9内设有置换轴流风机11，所述通风井送、排风道中对应设有送风轴流风机12及排风轴流风机13，各轴流风机可显著提升通风效率。

作为上述方案的进一步改进，所述主隧道1内设有射流风机14，对主隧道1内的空气进行增压，实现主隧道1内的纵向诱导通风，改善隧道内的通风效果。

具体的，在本实施例中，服务隧道2布设于两主隧道1之间，服务隧道2可沿主隧道1全长布设或布设在隧道中部(水域部分)。在隧道中部布设时，通风井风道布设在服务隧道2洞口处；沿主隧道1全长布设时，通风井风道布设在岸边。

在本实施例中，进风道3及排风道4纵向隔离设置在服务隧道2顶部，并通过排风联络风道7及送风联络风道8与主隧道1连通，用于向主隧道1内引入新风或排出主隧道内的污染空气。当然，也可直接利用服务隧道2，此时，采用隔板将服务隧道2分隔成进风道3及排风道4即可。另外还需说明的是，此处的进风道3兼作逃生救援通道使用。

本实施例中的排风联络风道7与送风联络风道8设置于主隧道1的中部段，具体的布设数量可根据主隧道1的长度情况判定。排风联络风道7内设有调节风阀10，可用于调节经排风道排出主隧道1内污染空气的流量；送风联络风道8内设有调节风阀10，可用于调节经进风道3输入到主隧道1内新鲜空气的流量。

本实施例中的置换通风联络风道9设有多处，分别布设于主隧道1的洞口段及中部段，置换通风联络风道9内设有置换轴流风机11，用于将主隧道1内的气流置换至另一隧道内。

本发明还公开了一种利用上述水下隧道通风系统实现隧道通风的通风方法，主要包括以下步骤：

1)在主隧道1内布置射流风机14，且两条主隧道1内的射流风机14方向相反，通过射流风机14进行纵向诱导通风；

2)将主隧道1分为洞口段及中部段三部分，在洞口段设置置换通风联络风道9，开启置换轴流风机11，通过置换通风联络风道9将一条主隧道1内的新风置换至另一条主隧道1内；

3)根据主隧道1中部段长度情况，选择中部段的通风方式：

i)中部段较短时，在中部段设置若干处送风联络风道8及排风联络风道7，开启送风轴流风机12及排风轴流风机13，对应向主隧道1中部段输入新风，并排出流经主隧道1中部段的污染空气；

ii)中部段较长时，在中部段两端设置若干处送风联络风道8、排风联络风道7及置换通风联络风道9；开启送风轴流风机12，使新风进入主隧道1中部段；开启置换轴流风机11，使主隧道1中部段内的气流通过置换通风联络风道9进入至另一条主隧道1内；开启排风轴流风机13，排出流经主隧道1中部段的污染空气。

具体的，新鲜空气从主隧道1行车方向入口处进入隧道，在射流风机14的增压作用下通过隧道洞口段，开启置换轴流风机11，主隧道1内空气通过置换通风联络风道9经置换送风口高速送入至另一主隧道洞口段，污染空气随主隧道行车方向出口排出。

当主隧道1中部段较短时，主隧道中部段采用“服务隧道送风、排风+射流风机通风”方式：开启通风井送风道5内设置的送风轴流风机12，新鲜空气通过进风道3、送风联络风道8进入主隧道1；开启射流风机14，新鲜空气在射流风机14的增压作用下通过主隧道1；开启通风井排风道6内设置的排风轴流风机13，污染空气通过排风联络风道7从主隧道内进入排风道4，从通风井排风道6排出。

如图2所示，主隧道1洞口段所需新风101从隧道行车方向进口15进入主隧道1，在射流风机14的增压作用下通过主隧道洞口段，开启置换轴流风机11，使气流102通过置换通风联络风道9进入至另一主隧道洞口段，污染空气103从隧道行车方向出口16排出。主隧道中部连通有排风联络风道7及送风联络风道8，通过开启送风轴流风机12，使所需新风201从通风井送风道5进入隧道主洞1，进入过程中，风流202依次经过进风道3及送风联络风道8；开启射流风机14，空气在射流风机14的增压作用下通过主隧道；开启服务隧道2另一端通风井排风道6内的排风轴流风机13，污染空气204经排风联络风道7、排风道4从服务隧道另一端通风井排风道6排出。

当主隧道1中部段较长时，主隧道中部采用“服务隧道风道送风、排风+置换通风”方式进行通风：通过开启通风井送风道5内设置的送风轴流风机12，新鲜空气通过进风道3、送风联络风道8进入主隧道1；开启置换通风联络风道9内设置的置换轴流风机11，主隧道1内气流通过置换通风联络风道9进入另一主隧道内；开启通风井排风道6内设置的排风轴流风机13，污染空气通过排风联络风道7从主隧道内进入排风道4，从通风井排风道6排出。

如图3所示，隧道洞口段实施方式同上，主隧道中部段连通有排风联络风道7、送风联络风道8及置换通风联络风道9，开启通风井送风道5内设置的送风轴流风机12，使所需新风201从通风井送风道5进入主隧道1，进入过程中，风流202依次经过进风道3及送风联络风道8；开启置换通风联络风道9内设置的置换轴流风机11，使主隧道内气流203通过置换通风联络风道9进入至另一主隧道内；开启通风井排风道6内设置的排风轴流风机13，使污染空气204经排风联络风道7、排风道4从通风井排风道6排出。

根据具体工程情况，也可在隧道中部采用“服务隧道送风、排风+射流风机通风”与“服务隧道送风、排风+置换通风”二者相结合的通风方式，如图4所示，以提高其通风、换气效果。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种水下隧道通风系统，包括主隧道及服务隧道，其特征在于：所述主隧道有两条，所述服务隧道设置在两条主隧道之间，所述服务隧道内设有独立的进风道及排风道，两端设有通风井风道，所述通风井风道包括通风井送风道及通风井排风道，所述通风井送、排风道对应与进风道及排风道相连通；所述排风道通过排风联络风道与主隧道的排风口相连通，所述进风道通过送风联络风道与主隧道的送风口相连通；所述主隧道上至少设有两条将两主隧道相连通的置换通风联络风道。

2.根据权利要求1所述的水下隧道通风系统，其特征在于：所述排风联络风道及送风联络风道内对应设有调节风阀。

3.根据权利要求1所述的水下隧道通风系统，其特征在于：所述置换通风联络风道内设有置换轴流风机。

4.根据权利要求1所述的水下隧道通风系统，其特征在于：所述主隧道内设有射流风机。

5.根据权利要求1所述的水下隧道通风系统，其特征在于：所述通风井送、排风道中对应设有送风轴流风机及排风轴流风机。

6.一种利用权利要求1-5任一项所述的水下隧道通风系统的通风方法，其特征在于主要包括以下步骤：

1）在主隧道内布置射流风机，且两条主隧道内的射流风机方向相反，通过射流风机进行纵向诱导通风；

2）将主隧道分为洞口段及中部段三部分，在洞口段设置置换通风联络风道，开启置换轴流风机，通过置换通风联络风道将一条主隧道内的新风置换至另一条主隧道内；

3）根据主隧道中部段长度情况，选择中部段的通风方式：

i）中部段较短时，在中部段设置若干处送风联络风道及排风联络风道，开启送风轴流风机及排风轴流风机，对应向主隧道中部段输入新风，并排出流经主隧道中部段的污染空气；

ii）中部段较长时，在中部段两端设置若干处送风联络风道、排风联络风道及置换通风联络风道，开启送风轴流风机，使新风进入主隧道中部段；开启置换轴流风机，使主隧道中部段内的气流通过置换通风联络风道进入至另一条主隧道内；开启排风轴流风机，排出流经主隧道中部段的污染空气。