CN112253206B - 一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统及方法 - Google Patents
一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统及方法，其技术要点包括右线隧道、左线隧道、右线通风斜井和左线通风斜井，右线通风斜井与左线通风斜井对立设置；右线通风斜井包括右线斜井风机房、右线主风道、右线底部联络送风道、右线底部联络排风道和右线排烟道，右线主风道一端连通右线斜井风机房，另一端分别连通右线底部联络送风道、右线底部联络排风道和右线排烟道，右线底部联络送风道和右线底部联络排风道连通右线隧道，右线排烟道连通左线隧道，其左线通风斜井与其类同，右线上坡隧道仅需设置一座通风斜井，减少了一座竖/斜井，以及相关联络风道、风机房及通风机电设施，降低了竖/斜井及附属土建及机电工程投资。
Description
技术领域
本发明涉及特长公路隧道通风技术领域，具体涉及一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统及方法。
背景技术
上世纪90年代，高速公路隧道在我国大量出现，其通风方式经历了由半横向式向纵向式演变的过程。1990年通过赴日考察及中外专家的咨询论证，国内首次将全射流纵向通风技术运用于成渝高速中梁山下坡隧道(3103m)中。随后谭峪沟隧道(3470m)、木鱼槽隧道(3610m)、北碚隧道(4025m)等都采用了纵向通风方式。近30年的运营表明，该通风方式十分成功，全射流通风隧道的长度也从3 000m扩展到5 000m左右。
随着高速公路特长隧道的大量修建，国内1997年在大溪岭—湖雾岭隧道(4116m)中展开了竖井送排组合通风方式研究，通过在隧道中部增设竖井实现对隧道进行分段送风、排风及排烟，有效拓展了高速公路隧道纵向通风的适用长度，相继在秦岭终南山隧道(18300m)、雪峰山隧道(6890m)、括苍山隧道(7869m)、羊角隧道(6800m)、西山隧道(13600m)、米仓山隧道(13800m)等隧道中采用。该通风方式成为了国内长度超过6000m的山岭高速公路隧道的主流通风方式。
在山岭高速公路隧道中，受纵坡的影响，往往上坡隧道风量过大，需设竖斜井，而下坡隧道风量过小，两隧道总风量平衡后不超过隧道内允许风速的限制。鉴于这种情况2009年，国内依托大别山隧道(4901m)提出了双洞互补通风方式。通过上坡隧道内的污染空气提前排入下坡隧道，下坡隧道向上坡隧道中补充新鲜风量的方法，平衡了上下坡隧道的通风负荷，取消上坡隧道的竖井，节约工程投资，减小运营能耗。在该隧道运用成功后，在九岭山隧道(5384m)、新屋基隧道(6015m)等隧道中应用。
在长度10km左右的高速公路大纵坡隧道中，当交通量大时，受运营通风风速、能耗和火灾排烟长度的影响，上坡隧道往往采用两座竖/斜井送排组合通风方式，其通风土建工程投资大，机电系统配置复杂，运营能耗高。在这些隧道中，采用竖/斜井送排与双洞互补组合的通风方式，减少了竖/斜井的数量，降低了土建工程投资，但由于采用了两条横通道通风互补的方式，其通风系统复杂，机电设备配置依然很大，能耗降低并不明显。
发明内容
针对上述问题，本发明目的在于提供一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统及方法，在长度10km左右高速公路大纵坡隧道中，既能减少竖/斜井和通风横通道的配置数量，也能简化通风系统，降低机电设备配置，大幅度节约运营能耗。
本发明通过下述技术方案实现：
一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统，包括右线隧道、左线隧道、右线通风斜井和左线通风斜井，所述右线通风斜井安装于所述右线隧道，所述左线通风斜井安装于所述左线隧道，所述右线通风斜井与所述左线通风斜井对立设置；
所述右线通风斜井包括右线斜井风机房、右线主风道、右线底部联络送风道、右线底部联络排风道和右线排烟道，所述右线主风道一端连通所述右线斜井风机房，另一端分别连通所述右线底部联络送风道、右线底部联络排风道和右线排烟道，所述右线底部联络送风道和右线底部联络排风道连通右线隧道，所述右线排烟道连通左线隧道；
所述右线排烟道设有右线排烟风阀，所述右线底部联络排风道设有右线联络排风阀；
所述左线通风斜井包括左线斜井风机房、左线主风道、左线底部联络送风道、左线底部联络排风道和左线排烟道，所述左线主风道一端连通所述左线斜井风机房，另一端分别连通所述左线底部联络送风道、左线底部联络排风道和左线排烟道，所述左线底部联络送风道和左线底部联络排风道连通左线隧道，所述左线排烟道连通右线隧道；
所述左线排烟道设有左线排烟风阀，所述左线底部联络排风道设有左线联络排风阀；
所述右线隧道与左线隧道之间设有连通所述右线隧道与左线隧道的通风横通道；
所述通风横通道包括排风联络道、横通道风机房和送风联络道，所述横通道风机房位于通风横通道内，所述横通道风机房内设有横通道补风风机，所述排风联络道连通左线隧道，所述送风联络道连通右线隧道。
其中，运营通风时，左线下坡隧道内的新鲜风流通过左线隧道入口、左线斜井送风井流入；而右线上坡隧道内的新鲜风流除需通过右线隧道入口、右线斜井送风井流入外，还需通过左线隧道入口流入一部分，经通风横通道补入右线隧道。
在本方案中，通风横通道仅用于正常运营中左线隧道向右线隧道补入新风，火灾情况下该通风横通道风机及风阀需及时关闭。运营通风中，左线下坡隧道部分风流通过横通道补风风机送入右线上坡隧道中，使得左右线隧道的通风相互影响，横通道补风风机的风压需通过左右线隧道内风压分布计算获得右线上坡，隧道仅需设置一座通风斜井，减少了一座竖/斜井，以及相关联络风道、风机房及通风机电设施，降低了竖/斜井及附属土建及机电工程投资，仅需设置一条通风横通道，减少了一条通风横通道，以及相关风机房及通风机电设施，降低了补风横通道土建及机电工程投资。
进一步地，所述右线主风道内设有右线中隔墙，所述右线主风道被右线中隔墙分隔为右线送风道和右线排风道两部分，所述右线送风道连接所述右线底部联络送风道一端，所述右线底部联络送风道另一端连接有右线送风口，所述右线排风道连接所述右线底部联络排风道和右线排烟道，所述左线隧道设有左线排烟口，所述左线排烟口与右线排风道相连；所述左线主风道内设有左线中隔墙，所述左线主风道被左线中隔墙分隔为左线送风道和左线排风道两部分，所述左线送风道连接所述左线底部联络送风道一端，所述左线底部联络送风道另一端连接有左线送风口，所述左线排风道连接所述左线底部联络排风道和左线排烟道，所述右线隧道设有右线排烟口，所述右线排烟口与左线排风道相连。
在本方案中，两斜井排风风机兼顾两线隧道的排烟，火灾时两隧道均采用分三段排烟方式。右线上坡隧道通过右端洞口、右线通风斜井，以及通过通风横通道从左线隧道补入的新鲜风流，实现右线隧道内安全运营稀释污染物浓度的目的。
优选地，所述左线斜井风机房内设有左线斜井送风机和左线斜井排风机，所述左线斜井送风机对应左线送风道，所述左线斜井排风机对应左线排风道，所述右线斜井风机房内设有右线斜井送风机和右线斜井排风机，所述右线斜井送风机对应右线送风道，所述右线斜井排风机对应排风道，来进一步调控排风与送风，左线斜井送风机、左线斜井排风机、右线斜井送风机和右线斜井排风机根据使用情况布置为1台或多台。
优选地，所述右线隧道和左线隧道设有隧道出口，所述通风横通道设置在所述隧道洞口至左线斜井之间，所述左线隧道设有横通道排风口，所述右线隧道设有横通道送风口，通过横通道排风口、排风联络道、横通道风机房、送风联络道和横通道送风口，将右线隧道和左线隧道连通。
优选地，所述左线通风斜井的左线底部联络排风道兼作左线隧道的排烟道，右线通风斜井的右线底部联络排风道兼作右线隧道的排烟道，在发生火灾时，借助左右线隧道的排烟道和左右线底部联络排风道可以更灵活的处理隧道内的火灾。
进一步地，所述左线排烟风阀、左线联络排风阀、右线排烟风阀和右线联络排风阀均为全断面风阀，进一步提高通风效率。
进一步地，所述右线隧道和左线隧道设有射流风机，所述射流风机设置于所述右线隧道和左线隧道的拱部，按每组2-3台布置。
此外，本发明还提供一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风方法，包括以下步骤：
S1：根据隧道各设计年份的交通量及组成、隧道长度及纵坡，结合《公路隧道通风设计细则》(JTG/T D70/2-02-2014)中的通风标准，进行右线隧道与左线隧道的需风量计算，其中，在大交通量情况下，右线上坡隧道的需风量由稀释污染物浓度控制，而左线下坡隧道需风量则由稀释异味换气控制；
S2：根据右线通风斜井、左线通风斜井和通风横通道的位置，计算左右线隧道各分段的需风量，并确定左右线斜井送排风机的风量和横通道补风风机的风量；
具体步骤为：设QY1为右线隧道行车方向入口至右线通风斜井间的需风量，QY2为右线通风斜井至通风横通道间的需风量，QY3为右线通风横通道至行车方向出口间的需风量，QZ1为左线隧道行车方向入口至通风横通道间的需风量，QZ2为通风横通道至左线通风斜井间的需风量，QZ3为左线通风斜井至行车方向出口间的需风量，则：
右线斜井排风机风量:QYFe＝0.9*QY1
右线斜井送风机风量:QYFb＝QY2
通风横通道补风风机风量：
左线斜井排风机风量:
左线斜井送风机风量:QZFb＝QZ3
S3：结合隧道的火灾规模，确定隧道内纵向排烟临界风速及左右线隧道的通风斜井排烟风量，与前述计算的右线斜井排风机风量和左线斜井排风机风量进行比较，取风量大的作为排风井及排风联络风道断面设计的控制风量；
S4：根据风机风量计算的结果，按照《公路隧道通风设计细则》(JTG/T D70/2-02-2014)中规定的主风道、连接风道和送排风口的风速范围，设计右线送风道和右线排风道、右线底部联络送风道、右线底部联络排风道、右线送排风口的面积，左线送风道、左线排风道、左线底部联络送风道与左线底部联络排风道、左线送排风口的面积，以及通风横通道排风联络道、送风联络道、横通道送排风口的面积。
S5：关闭右线通风斜井底部的右线排烟风阀和左线通风斜井底部的左线排烟风阀，按照节点风量平衡定律分别计算正常运营及火灾情况下，左右线隧道各分段内实际流过的风量。
S6：采用《公路隧道通风设计细则》(JTG/T D70/2-02-2014)中的送排风口的压力计算方法，计算右线送风口和右线排风口、左线送风口和左线排风口的升压力，以及横通道送风口和横通道排风口的升压力；将横通道排风口的升压力计入左线隧道，横通道送风口的升压力计入右线隧道，取不利自然风影响。按照分段组合纵向通风方式的压力平衡定律计算正常运营左右线隧道内射流风机台数。
S7：结合隧道内的排烟临界风速，取不利自然风影响，根据各分段的排烟通风组织火灾工况下左右线隧道内射流风机台数，比较前述正常运营计算结果，综合确定左右线隧道内射流风机台数及安装位置。
S8：根据左右线隧道内射流风机的安装位置、右线送风口、右线排风口、左线送风口、左线排风口、横通道排风口和横通道送风口位置，计算左右线隧道内的沿程通风压力分布，结合左右线隧道通风斜井及联络风道的压力损失计算，采用《公路隧道通风设计细则》(JTG/T D70/2-02-2014)的计算公式，计算右线通风斜井、右线斜井送风机和右线斜井排风机、左线通风斜井、左线斜井送风机和左线斜井排风机的设计风压和功率，进行风机选型。
设Pmse为左线隧道中横通道排风口处的总压力，Pmsb为右线隧道中横通道排风口处的总压力，Pmd为横通道排风口、排风联络道、补风风机进出口、送风联络道及横通道送风口的总压力损失，则横通道补风风机的设计风压按下式计算：
需要提及的是，在上述一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风方法中，左右线隧道指右线隧道和左线隧道，其他的左右线参考一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统中的表述，同理可得，这里不对其一一赘述。
在上述斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统及方法中，既克服了采用单一斜井送排通风方式需在右线上坡隧道设2座斜/竖井问题，又克服了采用斜井送排与双洞互补通风方式需设两条横通道问题，在保证安全运营的前提下，大幅度节省了隧道通风土建及机电工程投资，降低了运营通风能耗。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统及方法，在长度10km左右的大纵坡公路隧道中，右线上坡隧道仅需设置一座通风斜井，减少了一座竖/斜井，以及相关联络风道、风机房及通风机电设施，降低了竖/斜井及附属土建及机电工程投资；
2、本发明一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统及方法，在长度10km左右的大纵坡公路隧道中，仅需设置一条通风横通道，减少了一条通风横通道，以及相关风机房及通风机电设施，降低了补风横通道土建及机电工程投资；
3、本发明一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统及方法，在正常运营时，右线上坡隧道通过右端洞口、右线通风斜井，以及通过通风横通道从左线隧道补入的新鲜风流，实现右线隧道内安全运营稀释污染物浓度的目的，降低了通风运营能耗；
4、本发明一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统及方法，在长度10km左右的大纵坡公路隧道中，在满足大交通量安全运营的基础上，各斜井同时兼顾左右线隧道排烟，缩短了排烟长度，提高了排烟效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明整体结构示意图；
图3为本发明整体结构示意图；
图4为本发明实施例中斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统示意图；
图5为本发明实施例中正常运营通风系统示意图；
图6为本发明左线通风斜井和右线通风斜井横断面图；
图7为本发明左线送风道和右线送风道纵剖面图；
图8为本发明实施例中的第一种火灾工况示意图；
图9为本发明实施例中的第二种火灾工况示意图；
图10为本发明实施例中的第三种火灾工况示意图；
图11为本发明实施例中的第四种火灾工况示意图；
图12为本发明实施例中的第五种火灾工况示意图；
图13为本发明实施例中的第六种火灾工况示意图；
图14为本发明实施例中左线隧道风机配置图；
图15为本发明实施例中右线隧道风机配置图；
图16为本发明实施例中通风横通道风机配置图。
附图标记及对应的零部件名称：
1、右线隧道；2、左线隧道；3、右线通风斜井；31、右线斜井风机房；311、右线斜井送风机；312、右线斜井排风机；32、右线送风道；33、右线排风道；34、右线底部联络送风道；35、右线送风口；36、右线排烟道；361、右线排烟风阀；362、左线排烟口；37、右线底部联络排风道；371、右线联络排风阀；372、右线排风口；4、左线通风斜井；41、左线斜井风机房；411、左线斜井送风机；412、左线斜井排风机；42、左线送风道；43、左线排风道；44、左线底部联络送风道；45、左线送风口；46、左线排烟道；461、左线排烟风阀；462、右线排烟口；47、左线底部联络排风道；471、左线联络排风阀；472、左线排风口；5、通风横通道；51、横通道排风口；52、排风联络道；53、横通道风机房；54、送风联络道；55、横通道送风口；6、隧道洞口；7、射流风机。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“左”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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保护范围的限制。
实施例
如图1、图2与图3所示，本发明一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统，包括右线隧道1、左线隧道2、右线通风斜井3和左线通风斜井4，右线通风斜井3安装于右线隧道1，左线通风斜井4安装于左线隧道2，右线通风斜井3与左线通风斜井4对立设置；右线通风斜井3包括右线斜井风机房31、右线主风道、右线底部联络送风道34、右线底部联络排风道37和右线排烟道36，右线主风道一端连通右线斜井风机房31，另一端分别连通右线底部联络送风道34、右线底部联络排风道37和右线排烟道36，右线底部联络送风道34和右线底部联络排风道37连通右线隧道1，右线排烟道36连通左线隧道2；右线排烟道36设有右线排烟风阀361，右线底部联络排风道37设有右线联络排风阀371；左线通风斜井4包括左线斜井风机房41、左线主风道、左线底部联络送风道44、左线底部联络排风道47和左线排烟道46，左线主风道一端连通左线斜井风机房41，另一端分别连通左线底部联络送风道44、左线底部联络排风道47和左线排烟道46，左线底部联络送风道44和左线底部联络排风道47连通左线隧道2，左线排烟道46连通右线隧道1；左线排烟道46设有左线排烟风阀461，左线底部联络排风道47设有左线联络排风阀471；右线隧道1与左线隧道2之间设有连通右线隧道1与左线隧道2的通风横通道5；通风横通道5包括排风联络道52、横通道风机房53和送风联络道54，横通道风机房53位于通风横通道5内，横通道风机房53内设有横通道补风风机，排风联络道52连通左线隧道2，送风联络道54连通右线隧道1，通风横通道5仅用于正常运营中左线隧道2向右线隧道1补入新风，火灾情况下该通风横通道5风机及风阀需及时关闭。运营通风中，左线下坡隧道部分风流通过横通道补风风机送入右线上坡隧道中，使得左右线隧道的通风相互影响，横通道补风风机的风压需通过左右线隧道内风压分布计算获得右线上坡，隧道仅需设置一座通风斜井，减少了一座竖/斜井，以及相关联络风道、风机房及通风机电设施，降低了竖/斜井及附属土建及机电工程投资。
作为上述实施例的优选，如图1、图4、图6与图7所示，右线主风道内设有右线中隔墙，右线主风道被右线中隔墙分隔为右线送风道32和右线排风道33两部分，右线送风道32连接右线底部联络送风道34一端，右线底部联络送风道34另一端连接有右线送风口35，右线排风道33连接右线底部联络排风道37和右线排烟道36，左线隧道2设有左线排烟口362，左线排烟口362与右线排风道33相连；左线主风道内设有左线中隔墙，左线主风道被左线中隔墙分隔为左线送风道42和左线排风道43两部分，左线送风道42连接左线底部联络送风道44一端，左线底部联络送风道44另一端连接有左线送风口45，左线排风道43连接左线底部联络排风道47和左线排烟道46，右线隧道1设有右线排烟口462，右线排烟口462与左线排风道43相连。
可以理解的是，图4中长度单位为m。
作为上述实施例的优选，如图1、图2与图7所示，左线斜井风机房41内设有左线斜井送风机411和左线斜井排风机412，左线斜井送风机411对应左线送风道42，左线斜井排风机412对应左线排风道43，右线斜井风机房31内设有右线斜井送风机311和右线斜井排风机312，右线斜井送风机311对应右线送风道32，右线斜井排风机312对应右线排风道32排风道，来进一步调控排风与送风，左线斜井送风机411、左线斜井排风机412、右线斜井送风机311和右线斜井排风机312根据使用情况布置为1台或多台。
作为上述实施例的优选，如图1、图6与图7右线隧道1和左线隧道2设有隧道出口，通风横通道5设置在隧道洞口6至左线斜井之间，左线隧道2设有横通道排风口51，右线隧道1设有横通道送风口55，通过横通道排风口51、排风联络道52、横通道风机房53、送风联络道54和横通道送风口55，将右线隧道1和左线隧道2连通。
其中，左线通风斜井4的左线底部联络排风道47兼作左线隧道2的排烟道，右线通风斜井3的右线底部联络排风道37兼作右线隧道1的排烟道，在发生火灾时，借助左右线隧道的排烟道和左右线底部联络排风道可以更灵活的处理隧道内的火灾。
需要说明的是，左线排烟风阀461、左线联络排风阀471、右线排烟风阀361和右线联络排风阀371均为全断面风阀，进一步提高通风效率。
右线隧道1和左线隧道2设有射流风机7，射流风机7设置于右线隧道1和左线隧道2的拱部，按每组2-3台布置。
另外，本发明提高了一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风方法，采用以上描述的一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统实现，其具体为：
首先，根据根据隧道各设计年份的交通量及组成、隧道长度及纵坡，结合《公路隧道通风设计细则》(JTG/T D70/2-02-2014)中的通风标准，进行右线隧道1与左线隧道2的需风量计算，其中，在大交通量情况下，右线上坡隧道的需风量由稀释污染物浓度控制，而左线下坡隧道需风量则由稀释异味换气控制；
其中各线路结构参数如下：
| 大万山隧道 | 长度(m) | 净空面积(m<sup>2</sup>) | 最大坡度(％) |
| 左线 | 10373 | 65.20 | 1.80 |
| 右线 | 10490 | 65.20 | 1.80 |
各线路设计需风量如下：
然后，根据右线通风斜井3、左线通风斜井4和通风横通道5的位置，计算左右线隧道各分段的需风量，并确定左右线斜井送排风机的风量和横通道补风风机的风量；
实际采集的左右线隧道各段内的需风量如下:
具体步骤为：设QY1为右线隧道1行车方向入口至右线通风斜井3间的需风量，QY2为右线通风斜井3至通风横通道间5的需风量，QY3为右线通风横通道5至行车方向出口间的需风量，QZ1为左线隧道2行车方向入口至通风横通道5间的需风量，QZ2为通风横通道5至左线通风斜井4间的需风量，QZ3为左线通风斜井4至行车方向出口间的需风量，则：
右线斜井排风机312风量:QYFe＝0.9*QY1
右线斜井送风机311风量:QYFb＝QY2
通风横通道5补风风机风量：
左线斜井排风机412风量:
左线斜井送风机411风量:QZFb＝QZ3
再结合的隧道的火灾规模，确定隧道内纵向排烟临界风速及左右线隧道的通风斜井排烟风量，与前述计算的右线斜井排风机312风量和左线斜井排风机412风量进行比较，取风量大的作为排风井及排风联络风道断面设计的控制风量；
进一步，根据风机风量计算的结果，按照《公路隧道通风设计细则》(JTG/T D70/2-02-2014)中规定的主风道、连接风道和送排风口的风速范围，设计右线送风道32和右线排风道33、右线底部联络送风道34、右线底部联络排风道37、右线送排风口的面积，左线送风道42、左线排风道43、左线底部联络送风道44与左线底部联络排风道47、左线送排风口的面积，以及通风横通道5排风联络道52、送风联络道54、横通道送排风口的面积。
其中，如图4、图5所示，其面积如下：
1#斜井(送排风井)、2#斜井(送排风井)、补风通道的风量设计如下：
再关闭右线通风斜井3底部的右线排烟风阀361和左线通风斜井4底部的左线排烟风阀461，按照节点风量平衡定律分别计算正常运营及火灾情况下，左右线隧道各分段内实际流过的风量。
其中，通过采用《公路隧道通风设计细则》(JTG/T D70/2-02-2014)中的送排风口的压力计算方法，计算右线送风口35和右线排风口372、左线送风口45和左线排风口472的升压力，以及横通道送风口55和横通道排风口51的升压力；将横通道排风口51的升压力计入左线隧道2，横通道送风口55的升压力计入右线隧道1，取不利自然风影响。按照分段组合纵向通风方式的压力平衡定律计算正常运营左右线隧道内射流风机7台数。
其中，隧道内射流风机配置及1#斜井(送排风井)、2#斜井(送排风井)、补风通道的风机配置如下：
然后，结合隧道内的排烟临界风速，取不利自然风影响，根据各分段的排烟通风组织火灾工况下左右线隧道内射流风机7台数，比较前述正常运营计算结果，综合确定左右线隧道内射流风机7台数及安装位置。
实际计算方式可按参考图14、图15和图16中的具体数据代入。
最后，根据左右线隧道内射流风机7的安装位置、右线送风口35、右线排风口372、左线送风口45、左线排风口472、横通道排风口51和横通道送风口55位置，计算左右线隧道内的沿程通风压力分布，结合左右线隧道通风斜井及联络风道的压力损失计算，采用《公路隧道通风设计细则》(JTG/T D70/2-02-2014)的计算公式，计算右线通风斜井3、右线斜井送风机311和右线斜井排风机312、左线通风斜井4、左线斜井送风机411和左线斜井排风机412的设计风压和功率，进行风机选型。
设Pmse为左线隧道2中横通道排风口51处的总压力，Pmsb为右线隧道1中横通道排风口51处的总压力，Pmd为横通道排风口51、排风联络道52、补风风机进出口、送风联络道54及横通道送风口55的总压力损失，则横通道补风风机的设计风压按下式计算：
此外本申请还提供了，对于不同的六种火灾工况的具体风阀控制来排出火灾烟流；
参见图8火灾点和风阀关闭点，通过右线排风道33和右线斜井排风机312沿右线底部联络排风道37排出火灾烟流；
参见图9火灾点和风阀关闭点，通过左线排风道43和左线斜井排风机412沿左线排烟道46排出火灾烟流；
参见图10火灾点和风阀关闭点，通过右线隧道洞口6排出火灾烟流；
参见图11火灾点和风阀关闭点，通过左线排风道43和左线斜井排风机412沿左线底部联络排风道47排出火灾烟流；
参见图12火灾点和风阀关闭点，通过右线排风道33和右线斜井排风机312沿右线排烟道36排出火灾烟流；
参见图13火灾点和风阀关闭点，通过左线隧道洞口6排出火灾烟流；
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统，包括右线隧道(1)、左线隧道(2)、右线通风斜井(3)和左线通风斜井(4)，所述右线通风斜井(3)安装于所述右线隧道(1)，所述左线通风斜井(4)安装于所述左线隧道(2)，其特征在于，所述右线通风斜井(3)与所述左线通风斜井(4)对立设置；
所述右线通风斜井(3)包括右线斜井风机房(31)、右线主风道、右线底部联络送风道(34)、右线底部联络排风道(37)和右线排烟道(36)，所述右线主风道一端连通所述右线斜井风机房(31)，另一端分别连通所述右线底部联络送风道(34)、右线底部联络排风道(37)和右线排烟道(36)，所述右线底部联络送风道(34)和右线底部联络排风道(37)连通右线隧道(1)，所述右线排烟道(36)连通左线隧道(2)；
所述右线排烟道(36)设有右线排烟风阀(361)，所述右线底部联络排风道(37)设有右线联络排风阀(371)；
所述左线通风斜井(4)包括左线斜井风机房(41)、左线主风道、左线底部联络送风道(44)、左线底部联络排风道(47)和左线排烟道(46)，所述左线主风道一端连通所述左线斜井风机房(41)，另一端分别连通所述左线底部联络送风道(44)、左线底部联络排风道(47)和左线排烟道(46)，所述左线底部联络送风道(44)和左线底部联络排风道(47)连通左线隧道(2)，所述左线排烟道(46)连通右线隧道(1)；
所述左线排烟道(46)设有左线排烟风阀(461)，所述左线底部联络排风道(47)设有左线联络排风阀(471)；
所述右线隧道(1)与左线隧道(2)之间设有连通所述右线隧道(1)与左线隧道(2)的通风横通道(5)；
所述通风横通道(5)包括排风联络道(52)、横通道风机房(53)和送风联络道(54)，所述横通道风机房(53)位于通风横通道(5)内，所述横通道风机房(53)内设有横通道补风风机，所述排风联络道(52)连通左线隧道(2)，所述送风联络道(54)连通右线隧道(1)。
2.根据权利要求1所述的一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统，其特征在于，所述右线主风道内设有右线中隔墙，所述右线主风道被右线中隔墙分隔为右线送风道(32)和右线排风道(33)两部分，所述右线送风道(32)连接所述右线底部联络送风道(34)一端，所述右线底部联络送风道(34)另一端连接有右线送风口(35)，所述右线排风道(33)连接所述右线底部联络排风道(37)和右线排烟道(36)，所述左线隧道(2)设有左线排烟口(362)，所述左线排烟口(362)与右线排风道(33)相连；
所述左线主风道内设有左线中隔墙，所述左线主风道被左线中隔墙分隔为左线送风道(42)和左线排风道(43)两部分，所述左线送风道(42)连接所述左线底部联络送风道(44)一端，所述左线底部联络送风道(44)另一端连接有左线送风口(45)，所述左线排风道(43)连接所述左线底部联络排风道(47)和左线排烟道(46)，所述右线隧道(1)设有右线排烟口(462)，所述右线排烟口(462)与左线排风道(43)相连。
3.根据权利要求2所述的一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统，其特征在于，所述左线斜井风机房(41)内设有左线斜井送风机(411)和左线斜井排风机(412)，所述左线斜井送风机(411)对应左线送风道(42)，所述左线斜井排风机(412)对应左线排风道(43)，所述右线斜井风机房(31)内设有右线斜井送风机(311)和右线斜井排风机(312)，所述右线斜井送风机(311)对应右线送风道(32)，所述右线斜井排风机(312)对应排风道。
4.根据权利要求1所述的一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统，其特征在于，所述右线隧道(1)和左线隧道(2)设有隧道洞口(6)，所述通风横通道(5)设置在所述隧道洞口(6)至左线斜井之间，所述左线隧道(2)设有横通道排风口(51)，所述右线隧道(1)设有横通道送风口(55)，通过横通道排风口(51)、排风联络道(52)、横通道风机房(53)、送风联络道(54)和横通道送风口(55)，将右线隧道(1)和左线隧道(2)连通。
5.根据权利要求1所述的一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统，其特征在于，所述左线通风斜井(4)的左线底部联络排风道(47)兼作左线隧道(2)的排烟道，右线通风斜井(3)的右线底部联络排风道(37)兼作左线隧道(2)的排烟道。
6.根据权利要求1所述的一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统，其特征在于，所述左线排烟风阀(461)、左线联络排风阀(471)、右线排烟风阀(361)和右线联络排风阀(371)均为全断面风阀。
7.根据权利要求1所述的一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统，其特征在于，所述右线隧道(1)和左线隧道(2)设有射流风机(7)，所述射流风机(7)设置于所述右线隧道(1)和左线隧道(2)的拱部。
8.使用权利要求1-7任意一项所述的一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风系统的斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风方法，包括以下步骤：
S1：根据隧道各设计年份的交通量及组成、隧道长度及纵坡，结合《公路隧道通风设计细则》JTG/T D70/2-02-2014中的通风标准，进行右线隧道(1)与左线隧道(2)的需风量计算；
S2：根据右线通风斜井(3)、左线通风斜井(4)和通风横通道(5)的位置，计算左右线隧道各分段的需风量，并确定左右线斜井送排风机的风量和横通道补风风机的风量；
S3：结合隧道的火灾规模，确定隧道内纵向排烟临界风速及左右线隧道的通风斜井排烟风量，与前述计算的右线斜井排风机(312)风量和左线斜井排风机(412)风量进行比较，取风量大的作为排风井及排风联络风道断面设计的控制风量；
S4：根据风机风量计算的结果，按照《公路隧道通风设计细则》JTG/T D70/2-02-2014中规定的主风道、连接风道和送排风口的风速范围，设计右线送风道(32)和右线排风道(33)、右线底部联络送风道(34)、右线底部联络排风道(37)、右线送排风口的面积，左线送风道(42)、左线排风道(43)、左线底部联络送风道(44)与左线底部联络排风道(47)、左线送排风口的面积，以及通风横通道(5)排风联络道(52)、送风联络道(54)、横通道送排风口的面积；
S5：关闭右线通风斜井(3)底部的右线排烟风阀(361)和左线通风斜井(4)底部的左线排烟风阀(461)，按照节点风量平衡定律分别计算正常运营及火灾情况下，左右线隧道各分段内实际流过的风量；
S6：采用《公路隧道通风设计细则》JTG/T D70/2-02-2014中的送排风口的压力计算方法，计算右线送风口(35)和右线排风口(372)、左线送风口(45)和左线排风口(472)的升压力，以及横通道送风口(55)和横通道排风口(51)的升压力；将横通道排风口(51)的升压力计入左线隧道(2)，横通道送风口(55)的升压力计入右线隧道(1)，取不利自然风影响，按照分段组合纵向通风方式的压力平衡定律计算正常运营左右线隧道内射流风机(7)台数；
S7：结合隧道内的排烟临界风速，取不利自然风影响，根据各分段的排烟通风组织火灾工况下左右线隧道内射流风机(7)台数，比较前述正常运营计算结果，综合确定左右线隧道内射流风机(7)台数及安装位置；
S8：根据左右线隧道内射流风机(7)的安装位置、右线送风口(35)、右线排风口(372)、左线送风口(45)、左线排风口(472)、横通道排风口(51)和横通道送风口(55)位置，计算左右线隧道内的沿程通风压力分布，结合左右线隧道通风斜井及联络风道的压力损失计算，采用《公路隧道通风设计细则》JTG/T D70/2-02-2014的计算公式，计算右线通风斜井(3)、右线斜井送风机(311)和右线斜井排风机(312)、左线通风斜井(4)、左线斜井送风机(411)和左线斜井排风机(412)的设计风压和功率，进行风机选型。
9.根据权利要求8所述的一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风方法，其特征在于，在步骤S2中风机风量计算包括以下步骤：
设QY1为右线隧道(1)行车方向入口至右线通风斜井(3)间的需风量，QY2为右线通风斜井(3)至通风横通道(5)间的需风量，QY3为右线通风横通道(5)至行车方向出口间的需风量，QZ1为左线隧道(2)行车方向入口至通风横通道(5)间的需风量，QZ2为通风横通道(5)至左线通风斜井(4)间的需风量，QZ3为左线通风斜井(4)至行车方向出口间的需风量，则：
右线斜井排风机(312)风量:QYFe＝0.9*QY1
右线斜井送风机(311)风量:QYFb＝QY2
通风横通道(5)补风风机风量：
左线斜井排风机(412)风量:
左线斜井送风机(411)风量:QZFb＝QZ3。
10.根据权利要求8所述的一种斜井送排与单横通道组合的公路隧道通风方法，其特征在于，在步骤S9中，风机计算选型包括以下步骤：
设Pmse为左线隧道(2)中横通道排风口(51)处的总压力，Pmsb为右线隧道(1)中横通道排风口(51)处的总压力，Pmd为横通道排风口(51)、排风联络道(52)、补风风机进出口、送风联络道(54)及横通道送风口(55)的总压力损失，则横通道补风风机的设计风压按下式计算：
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103266907A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-08-28 | 西南交通大学 | 一种用于局部瓦斯突出的隧道施工通风系统 |
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| CN207297062U (zh) * | 2017-08-04 | 2018-05-01 | 西南交通大学 | 长距离送风的长大隧道通风装置 |
| CN108343459A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-07-31 | 浙江工业大学 | 一种可对双线隧道送排风的通风斜井 |
| CN108561169A (zh) * | 2018-03-12 | 2018-09-21 | 西南交通大学 | 城市地下互通立交隧道的组合式通风设计方法 |
| CN109209461A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-01-15 | 同济大学 | 一种长大隧道中单通道与竖斜井模块化通风系统 |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103266907A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-08-28 | 西南交通大学 | 一种用于局部瓦斯突出的隧道施工通风系统 |
| CN205154221U (zh) * | 2015-10-21 | 2016-04-13 | 西南交通大学 | 轨道交通屏蔽门制式的隧道通风系统 |
| CN205154226U (zh) * | 2015-11-23 | 2016-04-13 | 西南交通大学 | 一种隧道施工通风系统 |
| CN207297062U (zh) * | 2017-08-04 | 2018-05-01 | 西南交通大学 | 长距离送风的长大隧道通风装置 |
| CN108343459A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-07-31 | 浙江工业大学 | 一种可对双线隧道送排风的通风斜井 |
| CN108561169A (zh) * | 2018-03-12 | 2018-09-21 | 西南交通大学 | 城市地下互通立交隧道的组合式通风设计方法 |
| CN109209461A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-01-15 | 同济大学 | 一种长大隧道中单通道与竖斜井模块化通风系统 |
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