CN112081616A - 一种有组织自然换气的公路隧道 - Google Patents

Abstract

一种有组织自然换气的公路隧道，属于公路隧道技术领域。它包括公路隧道；公路隧道上设置有排风竖井及新风竖井,排风竖井、新风竖井的下部分别设有排风口、送风口，排风竖井、新风竖井的下端分别通过排风口、送风口与公路隧道的内部相连通，上端均穿过地面与大气连通。本发明通过设置单向阀、改变了通风竖井排风口和送风口的结构参数来获得恒定的气流，实现有组织地交换隧道内外空气；通过设置风速仪能够及时获得隧道污染物沿程浓度分布，以提高通风效率；排风口和送风口均设有喇叭口，方便空气进入，排风口和送风口的出气端均设有钢丝网，可以防止人或动物坠落竖井；并在公路隧道内设有若干射流风机，用于火灾时组织烟气流动。

Description

一种有组织自然换气的公路隧道

技术领域

本发明属于公路隧道技术领域，具体涉及一种有组织自然换气的公路隧道。

背景技术

明挖暗埋隧道通常埋深较浅，可以在隧道顶部或侧面设置连接地面的通风竖井，借助交通风压来实现隧道的通风。然而，目前的工程案例，均忽视通风竖井的“哮喘效应”。

“哮喘效应”是由于车头附近为压力波峰（正压），车辆后方为压力波谷（负压），隧道内空气被挤出竖井后尚来不及扩散又被吸入隧道，通风口的气流状态呈非恒定流动状态，并形成了“气流短路”。这一问题导致实际每组竖井的换气量无法量化，隧道沿程污染物浓度无法得到解析解，也就无法判断隧道内空气质量是否满足相关规范要求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种有组织自然换气的公路隧道，能够改善公路隧道的空气质量，降低通风系统的能耗。

本发明提供如下技术方案：一种有组织自然换气的公路隧道，包括公路隧道；其特征在于所述公路隧道上设置有排风竖井及新风竖井,所述排风竖井、新风竖井的下部分别设有排风口、送风口，所述排风竖井下端通过排风口与公路隧道的内部相连通，上端穿过地面与大气连通，所述新风竖井下端通过送风口与公路隧道的内部相连通，上端穿过地面与大气连通，所述公路隧道上的隧道结构顶板位于地面的下方。

所述的一种有组织自然换气的公路隧道，其特征在于所述排风口位于隧道结构顶板下方或隧道结构侧墙侧面，排风口的排风方向与行车方向相同，排风口上与公路隧道内部连通一端为喇叭口形状，排风口内设置有单向排风阀。

所述的一种有组织自然换气的公路隧道，其特征在于所述送风口位于隧道结构顶板下方或隧道结构侧墙侧面，送风口的送风方向与行车方向相同，送风口与公路隧道内部连通一端为喇叭口形状，送风口内设置有单向新风阀。

所述的一种有组织自然换气的公路隧道，其特征在于所述排风竖井、新风竖井的内部分别设有排风风速仪、新风风速仪。

所述的一种有组织自然换气的公路隧道，其特征在于所述排风竖井与新风竖井之间的排列方式采用串联布置。

所述的一种有组织自然换气的公路隧道，其特征在于所述排风竖井及新风竖井的上端分别设有排风钢丝网、新风钢丝网。

所述的一种有组织自然换气的公路隧道，其特征在于所述公路隧道内设有若干射流风机。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1）本发明通过设置单向阀、改变了通风竖井排风口和送风口的结构参数来获得恒定的气流，以实现排风竖井、新风竖井独立的排风、送风功能，从而实现有组织地交换隧道内外空气；通过设置的排风风速仪及新风风速仪能够及时获得隧道污染物沿程浓度分布，以提高竖井型自然通风隧道的通风效率；

2）本发明中，排风口和送风口均设有喇叭口，方便空气进入相对应的竖井中，排风口和送风口的出气端均设有钢丝网，可以防止人或动物坠落竖井，起到安全防护作用；并在公路隧道内设有若干射流风机，用于火灾时组织烟气流动，产生防止烟气回流的临界风速。

附图说明

图1为本发明的排风口、送风口位于隧道结构顶板下方时的立体结构示意图；

图2为本发明的排风口、送风口位于隧道结构侧墙侧面时的立体结构示意图；

图3为本发明的俯视结构示意图；

图4为图3中A-A方向的剖视结构示意图；

图5为图3中B-B方向的结构示意图；

图6为图3中C-C方向的结构示意图。

图中：11、公路隧道；12、隧道结构顶板；13、隧道结构侧墙；14、行车方向；15、地面；16、建筑限界；17、射流风机；21、排风竖井；22、排风口；23、单向排风阀；24、排风风速仪；25、污染空气；26、排风钢丝网；31、新风竖井；32、送风口；33、单向新风阀；34、新风风速仪；35、清洁空气；36、新风钢丝网。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

如图1-6所示，一种有组织自然换气的公路隧道，一般采用明挖法施工，其横断面根据相关规范中要求的行车空间建筑限界16并考虑施工误差、设备安装空间、装修层厚度等要求确定，其埋深宜尽量浅，缩短排风竖井21与新风竖井31的深度，有利于降低通风助力并改善通风效果。

排风竖井21设置在隧道结构顶板12以下或者隧道结构侧墙13侧面，底部通过排风口22与公路隧道11连通，另一端穿出地面15后与大气联通；新风竖井31的结构与排风竖井21的类似，镜像放置，其底部通过送风口32与公路隧道11连通，另一端穿出地面15后与大气连通。

根据需要可以在隧道长度方向布置有若干排风竖井21和新风竖井31，根据地面的环境情况，排风竖井21、新风竖井31可以布置于地面绿化带等不影响地面功能的位置；排风竖井21和新风竖井31通常采用钢筋混凝土结构，也可以采用其它有足够强度的结构形式。

为了防止气流短路，即排出的污染空气25得不到扩散后，再次吸入新风竖井31，可采用两种方案，一是排风竖井21和新风竖井31两者串联布置，两者之间有一定的水平距离，通常不小5m；二是排风竖井21与新风竖井31并排布置，两者应在高度方向错开一定距离，通常排风口22应高于送风口32不小于5m。

为了防止人和动物坠落竖井，通常在进口设置有排风钢丝网26、新风钢丝网36。

所述的排风竖井21其底部设有排风口22，当排风口22设置于隧道结构顶板12上方时，排风口22高度低于隧道结构顶板12，排风口22高度以不小于0.5m为宜，并高于行车道建筑限界16，一般不小于0.2m；当排风口22设置于隧道结构侧墙13侧面时，排风口22位于行车道建筑限界16外侧一般不小于0.2m，排风口22宽度以不小于0.5m为宜。排风口22通常采用钢筋混凝土结构，也可以采用其它有足够强度的结构形式。

排风口22迎着行车方向14，可设置成与隧道同宽或隧道同高，有利于收集更多污染空气25，同时，排风口22在平面上或竖向设置成喇叭口，有利于空气更顺畅地进入排风竖井21。排风口22设置有朝向地面15外大气的单向排风阀23，使得汽车行驶产生的活塞作用推动空气在排风口22形成正压推动隧道内污染空气25只能从隧道流向地面15外大气。

在排风竖井21内设置排风风速仪24，以便确切地掌握排出竖井的污染空气25的流量。

所述的新风竖井31其底部为送风口32，当送风口32设置于隧道结构顶板12下方时，通常低于隧道结构顶板12；当送风口32设置于隧道结构侧墙13外侧时，通常位于建筑限界16外侧，开口方向顺着行车方向14，并设置有顺着行车方向14的单向新风阀33，使得在汽车行驶产生的车尾漩涡区负压作用下，卷吸清洁空气35从地面15外的大气流向隧道内。送风口32通常采用钢筋混凝土结构，也可以采用其它有足够强度的结构形式。

在新风竖井31内设置新风风速仪34，以便确切地掌握吸入竖井的清洁空气35的流量。

所述公路隧道11内设有若干射流风机17，用于火灾时组织烟气流动，具体地说就是要产生防止烟气回流的临界风速，根据对应的通风阻力、射流风机17的升压力，可以计算出所需要的射流风机17数量。

本实施方式通过设置单向阀、改变了通风竖井排风口22和送风口32的结构参数来获得恒定的气流，以实现排风竖井21、新风竖井31独立的排风、送风功能，从而实现有组织地交换隧道内外空气，避免了气流短路的问题；通过对风速的检测得到进出隧道内外交换空气的流量，从而获得隧道污染物沿程浓度分布，提高了竖井型自然通风隧道的通风效率。

当车辆驶入隧道中排风口22位置时，产生的活塞作用推动空气在排风口22入口形成正压推动隧道内污染空气25沿着排风口22，经由单向排风阀23从排风竖井21中排出，当车辆顺着行车方向14行驶到送风口32位置时，产生的车尾漩涡区负压作用下，卷吸清洁空气35经由新风竖井31、单向新风阀33从地面15外的大气流向隧道内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种有组织自然换气的公路隧道，包括公路隧道（11）；其特征在于所述公路隧道（11）上设置有排风竖井（21）及新风竖井（31）,所述排风竖井（21）、新风竖井（31）的下部分别设有排风口（22）、送风口（32），所述排风竖井（21）下端通过排风口（22）与公路隧道（11）的内部相连通，上端穿过地面（15）与大气连通，所述新风竖井（31）下端通过送风口（32）与公路隧道（11）的内部相连通，上端穿过地面（15）与大气连通，所述公路隧道（11）上的隧道结构顶板（12）位于地面（15）的下方。

2.根据权利要求1所述的一种有组织自然换气的公路隧道，其特征在于所述排风口（22）位于隧道结构顶板（12）下方或隧道结构侧墙（13）侧面，排风口（22）的排风方向与行车方向（14）相同，排风口（22）上与公路隧道（11）内部连通一端为喇叭口形状，排风口（22）内设置有单向排风阀（23）。

3.根据权利要求1所述的一种有组织自然换气的公路隧道，其特征在于所述送风口（32）位于隧道结构顶板（12）下方或隧道结构侧墙（13）侧面，送风口（32）的送风方向与行车方向（14）相同，送风口（32）与公路隧道（11）内部连通一端为喇叭口形状，送风口（32）内设置有单向新风阀（33）。

4.根据权利要求1所述的一种有组织自然换气的公路隧道，其特征在于所述排风竖井（21）、新风竖井（31）的内部分别设有排风风速仪（24）、新风风速仪（34）。

5.根据权利要求1所述的一种有组织自然换气的公路隧道，其特征在于所述排风竖井（21）与新风竖井（31）之间的排列方式采用串联布置。

6.根据权利要求1所述的一种有组织自然换气的公路隧道，其特征在于所述排风竖井（21）及新风竖井（31）的上端分别设有排风钢丝网（26）、新风钢丝网（36）。

7.根据权利要求1所述的一种有组织自然换气的公路隧道，其特征在于所述公路隧道（11）内设有若干射流风机（17）。

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