CN104727842B - 排风与鼓风式配合净化空气的山体隧道结构 - Google Patents
排风与鼓风式配合净化空气的山体隧道结构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种排风与鼓风式配合净化空气的山体隧道结构，其包括鼓风管道、第一吸风管道、第二吸风管道、吸风机和鼓风机；鼓风管道沿着隧道长度方向设置在隧道洞体顶部，第一吸风管道沿着隧道长度方向设置在隧道洞体的一侧，第二吸风管道沿着隧道长度方向设置在隧道洞体的另一侧，鼓风管道、第一吸风管道和第二吸风管道的与隧道洞体相背的侧面按组开有通风孔，通风孔组的通风孔按矩阵排列分布，通风孔组之间的距离相等，吸风机入风口同时与第一吸风管、第二吸风管道的一端部连通，鼓风机出风口与鼓风管道的一端部连通，且吸风机和鼓风机设置在山体隧道外同一侧，能排出山体隧道中积累的废气，从而保证隧道内空气环境符合标准。
Description
技术领域
本发明涉及隧道技术领域，尤其涉及一种排风与鼓风式配合净化空气的山体隧道结构。
背景技术
在较长的山体隧道中，行驶的车辆会不断排放有害废气和烟尘，包括一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC) 和氮氧化物(NOX) 等主要污染物，CO 因其与人体血红蛋白结合，直接减低血液带氧量，使人出现头痛、昏睡、失去平衡的感觉，浓度过高时会导致死亡；HC 会致畸、致癌、致突变，并引发光化学烟雾；NOX 会损害视觉、呼吸系统，引起窒息，也会导致酸雨，引发光化学烟雾。当排放的有害废气和烟尘浓度超过一定值时将对司乘人员带来危害，影响身体健康和行车安全。因此，为保证山体隧道正常运营所需的空气环境卫生标准，山体隧道内应进行通风，而在较长的山体隧道隧道内采取自然通风的和排风井口手段是不能够达到净化山体隧道内空气质量的目的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：较长的山体隧道隧道内采取自然通风的和排风井口手段是不能够达到净化山体隧道内空气质量的目的，提供一种排风与鼓风式配合净化空气的山体隧道结构，排出山体隧道中积累的废气，从而保证山体隧道内空气环境符合标准。
本发明提供了技术方案是：排风与鼓风式配合净化空气的山体隧道结构，包括岩体和支撑岩体的隧道衬砌，隧道衬砌构成了隧道洞体，还包括鼓风管道、第一吸风管道、第二吸风管道、吸风机和鼓风机；鼓风管道沿着隧道长度方向设置在隧道洞体顶部；第一吸风管道和第二吸风管道呈方形体，第一吸风管道沿着隧道长度方向竖立式设置在隧道洞体一侧，第二吸风管道沿着隧道长度方向竖立式设置在隧道洞体另一侧；在鼓风管道、第一吸风管道和第二吸风管道的与隧道洞体相背的侧面按组开有通风孔，通风孔组的通风孔对称排列分布，通风孔组之间的距离相等；吸风机入风口同时与第一吸风管道、第二吸风管道的一端部连通，鼓风机出风口与鼓风管道的一端部连通，且吸风机和鼓风机设置在隧道外同一侧。
与现有技术相比，本发明有益效果是：吸风机抽出第一吸风管道和第二吸风管道内的气体，气压降低，低于隧道内空气压力，隧道内空气就通风孔进入第一通风管道，然后又被抽出隧道内，此时隧道内气压降低，隧道内外形成气压差，隧道外的空气从隧道洞口涌入隧道，从而得到换气的目的，但是此时会造成隧道内外空气压差过大，空气对流行程强风，不利于行车安全和长隧道的空气净化；因此，利用鼓风机通过鼓风管道及时给隧道内不停灌输新鲜空气，避免了隧道内外气压相差大导致空气对流而形成强风，新鲜空气从隧道顶部的鼓风管道往下吹，排挤隧道中废气到隧道两侧的吸风管道中，两者配合从较好的净化了隧道内空气；第一吸风管道和第二吸风管道为方形体使得可开通风孔的管道侧面积更大，能加快废气的吸出，从而达到更好的换气效果，再者，放形体的第一吸风管道和第二吸风管道可以当护栏使用，而等距设置通风孔组，这利于计算和实现调节各段吸风管道的净化能力的目的；通风孔组中的通风孔对称排列分布，这方便批量开孔，且美观。
进一步地，从设有吸风机和鼓风机的隧道外一侧起，沿着隧道长度方向，在鼓风管道、第一吸风管道和第二吸风管道的与隧道洞体相背的侧面上的通风孔组孔数先增加后减少。吸风机吸风时，靠近吸风机入风口的吸风管道内气体先被吸出，此处吸风管道内的气压骤降，如果在此处吸风管道侧面上的通风孔过多，这会导致旁边的隧道内空气大量进入吸风管道，进一步导致远离吸风机入风口的吸风管道内空气不能被大量吸出，此处的吸风管道内外压差小，从而使得此处吸风管道换气净化能力差，而隧道中部区域中的废气滞留最严重，需要让处于隧道中部区域的吸风管道换气净化能力强，采取此结构合理调节各段吸风管道的净化能力，使得能够尽可能的吸收隧道内废气，鼓风管道向隧道中部区域内鼓入更多的空气，一方面缓解隧道内外压差过大，另一方面也弥补了隧道空气被吸出无法及时得到补充，从而降低净化装置净化能力。
进一步地，在与设有吸风机和鼓风机的隧道外一侧相距约三分之二隧道总长度的位置区域内，在鼓风管道、第一吸风管道和第二吸风管道的与隧道洞体相背的侧面上的通风孔组孔数最多。由于山地隧道中段部分的废气浓度较大，需要处在山地隧道中段区域的吸风管道的净化能力整体较强，虽然远离吸风机入风口的后段部吸风管道上通风孔组孔数增加，但明显少于前段部吸风管道上通风孔组孔数总和，由于分压，因此后段部吸风管道上的通风孔组吸风能力并未大幅度提高，如果将孔数最多的吸风孔组设置在隧道中部，一方面未能使得处在山地隧道中段区域的吸风管道的净化能力整体较强，另一方面，中部偏远隧道区域的吸风管道的净化能力骤降，这导致无法达到最佳的整体净化隧道空气的效果，而采取上述结构使得净化装置在较低的建设成本下保证隧道中段部分废气净化效果更佳。
本发明新鲜空气从鼓风管道出来，从上往下挤压隧道内废气，而此时吸风管道吸收掉隧道内废气，鼓风管道出来的空气分两边进入吸风管道，形成了流畅的换气通道，且不会引起隧道内空气强烈对流，实施方便。
附图说明
图1 本发明的横向结构剖视示意图。
图2 本发明的纵向结构剖视示意图。
其中，1、第一吸风管道 2、第二吸风管道 3、鼓风管道 4、通风孔 5、吸风机 6、鼓风机 7、通风孔组。
具体实施方式
结合说明书附图，对本发明的具体实施方式进一步地解释。
实施例1 排风与鼓风式配合净化空气的山体隧道结构，包括岩体和支撑岩体的隧道衬砌，隧道衬砌构成了隧道洞体，还包括鼓风管道3、第一吸风管道1、第二吸风管道2、吸风机5和鼓风机6；鼓风管道3、第一吸风管道1和第二吸风管道2均可采用薄层的金属制成；鼓风管道3沿着隧道长度方向设置在隧道洞体顶部，第一吸风管道1和第二吸风管道2呈方形体，第一吸风管道1沿着隧道长度方向竖立式设置在隧道洞体一侧，第二吸风管道2沿着隧道长度方向竖立式设置在隧道洞体另一侧，在鼓风管道3、第一吸风管道1和第二吸风管道2的与隧道洞体相背的侧面按组开有通风孔4，通风孔组7中的通风孔4对称排列分布，其中所谓对称分布包括：轴对称分布和中心对称分布，比如三角形排列分布和矩阵排列分布，通风孔组7之间的距离相等，吸风机5入风口可通过气管同时与第一吸风管道1、第二吸风管道2的一端部连通，鼓风机6出风口可通过气管与鼓风管道3的一端连通，且吸风机5和鼓风机6设置在山体隧道外同一侧。
实施例2 为了达到更好的净化效果，在实施例1或者2的基础上，优先地，从设有吸风机5和鼓风机6的隧道外一侧起，沿着隧道长度方向，在鼓风管道3、第一吸风管道1和第二吸风管道2的与隧道洞体相背的侧面上的通风孔组7孔数先增加后减少。
实施例3 从实际工程中的应用来考虑，在实施例3的基础上，优选的，在与设有吸风机5和鼓风机6的隧道外一侧相距约三分之二隧道总长度的位置区域内，在鼓风管道3、第一吸风管道1和第二吸风管道2的与隧道洞体相背的侧面上的通风孔组7孔数最多。其中需要强调的是，约三分之二的隧道中长度不是个确定的单个距离，而是一个距离范围，只要在中部偏远的隧道区域内能够实现净化装置整体净化隧道空气的能力较强即可。
凡是按照本发明建设的隧道均在本发明的保护范围之内，或根据本发明进行了稍微的变化，均在保护范围之中。
Claims (1)
1.排风与鼓风式配合净化空气的山体隧道结构，包括岩体和用于支撑岩体的隧道衬砌，隧道衬砌构成了隧道洞体，其特征在于，还包括鼓风管道、第一吸风管道、第二吸风管道、吸风机和鼓风机；鼓风管道沿着隧道长度方向设置在隧道洞体顶部；第一吸风管道和第二吸风管道呈方形体，第一吸风管道沿着隧道长度方向竖立式设置在隧道洞体一侧，第二吸风管道沿着隧道长度方向竖立式设置在隧道洞体另一侧；在鼓风管道、第一吸风管道和第二吸风管道的与隧道洞体相背的侧面按组开有通风孔，通风孔组的通风孔对称排列分布，通风孔组之间的距离相等；吸风机入风口同时与第一吸风管道、第二吸风管道的一端部连通，鼓风机出风口与鼓风管道的一端部连通，且吸风机和鼓风机设置在隧道外同一侧，从设有吸风机和鼓风机的隧道外一侧起，沿着隧道长度方向，在鼓风管道、第一吸风管道和第二吸风管道的与隧道洞体相背的侧面上的通风孔组孔数先增加后减少，在与设有吸风机和鼓风机的隧道外一侧相距三分之二隧道总长度的位置区域内，在鼓风管道、第一吸风管道和第二吸风管道的与隧道洞体相背的侧面上的通风孔组孔数最多。
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