CN113565558A - 对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置及控制系统，属于螺旋隧道分段布置的细水雾排烟耦合控烟技术领域，该对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置包括隧道主体、水雾组件和排烟组件。水雾组件中的消防水池设置于隧道主体外，加压水泵连通于消防水池，细水雾主干管连通于加压水泵，且细水雾主干管沿隧道主体内壁铺设，细水雾支管设置有多个且均连通于细水雾主干管，控制阀设置于细水雾支管，细水雾区设置有多个且分别间隔连通于细水雾支管靠近控制阀的一端。排烟组件中的排烟道设置隧道主体的拱顶或边墙位置，排烟口设置有多个且均连通于排烟道。该装置能够大大的增加隧道内灭火的情况，而且能够降低火灾烟气。

Description

对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置及控制系统

技术领域

本发明涉及螺旋隧道分段布置的细水雾排烟耦合控烟技术领域，具体而言，涉及一种对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置及系统。

背景技术

随着我国公路路网的不断完善，山岭隧道建设规模日益增加。山区高等级公路在路线布设时往往因条件受限而需要在较短路段内集中升坡或降坡，以充分利用前后的有利地形，公路展线遇到了高程差极大展线困难的巨大难题。当采用自然展线无法克服路銭控制点的高差时，螺旋展线比回头展线具有更好的线形条件和满足山区高速公路线性指标的潜能，螺旋展线方式就是为了将路线在局部地域集中地提高或降低某一高度路线以同一方向(顺势正或逆时针)连续盘旋，以延展距离、克服高差，且螺旋线性基本为隧道。近年来，随着隧道建设水平的提高，在一些山区公路项目中采用了螺旋隧道设计方案并已付诸于实践在避开不良地质、克服大高差、大纵坡等方面取得了较好效果，比如雅西高速的小半径双螺旋隧道、延崇高速的金家庄特长螺旋隧道。

由于隧道是管状结构物，一旦发生火灾，隧道内温度迅速升高，烟雾大，疏散扑救困难，危害程度远远高于其他地面事故形式。因此，隧道中发生火灾将不仅危及人员生命安全，还会造成交通中断、损伤隧道结构、影响隧道使用寿命，甚至导致局部地区生产秩序的混乱和停顿。而在螺旋隧道中，存在隧道内横向与纵向坡度。纵向坡度产生附加的浮力效应，使上坡中烟气蔓延加快，下坡中减弱，烟囱效应更加明显，导致螺旋隧道火灾温度明显高于直线隧道。因此螺旋隧道火灾及烟气控制成为螺旋隧道防灾疏散救援工程设计重点。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置及控制系统，旨在改善螺旋隧道由于浮力效应而导致发生火灾时上坡中烟气蔓延加快，下坡中减弱，烟囱效应更加明显的问题。

本发明是这样实现的：第一方面，本发明提供一种对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置包括隧道主体、水雾组件和排烟组件。

所述水雾组件包括消防水池、加压水泵、细水雾主干管、细水雾支管、控制阀和细水雾区，所述消防水池设置于所述隧道主体外，所述加压水泵连通于所述消防水池，所述细水雾主干管连通于所述加压水泵远离所述消防水池的一端，且所述细水雾主干管沿所述隧道主体内壁铺设，所述细水雾支管设置有多个且均连通于所述细水雾主干管，所述控制阀设置于所述细水雾支管，所述细水雾区设置有多个且分别间隔连通于细水雾支管靠近所述控制阀的一端。

所述排烟组件包括排烟道和排烟口，所述排烟道设置隧道主体的拱顶或边墙位置，所述排烟口设置有多个且均连通于所述排烟道。

在本发明的一种实施例中，所述细水雾区设置有多个喷头，且多个所述喷头均连通于所述细水雾支管。

在本发明的一种实施例中，所述细水雾区长度为25m，且相邻所述水雾区间距不大于300m。

在本发明的一种实施例中，所述喷头为边墙型喷头。

在本发明的一种实施例中，所述细水雾区内设置有16个所述喷头，且相邻所述喷头间隔为3m。

在本发明的一种实施例中，所述隧道主体内设置有污水泵房。

在本发明的一种实施例中，所述排烟口沿所述隧道主体纵向长度方向均匀分布，且相邻所述排烟口间距为60-100m。

在本发明的一种实施例中，所述细水雾主干管与所述细水雾支管连通位置设置有进水外壳与导水外壳。

其中，所述进水外壳内部设置有进水腔，所述进水腔内部设置有隔水环，所述隔水环将所述进水腔分割为两部分，所述细水雾主干管包括细水雾主干管A与细水雾主干管B，所述细水雾主干管A与所述细水雾主干管B分别与所述进水腔被所述隔水环分割的两部分连通。

所述导水外壳密封转动安装于所述进水外壳，所述导水外壳内部设置有导水腔，所述导水外壳侧壁上开设有第一进水孔与第二进水孔，所述导水腔内部设置有隔水板，所述隔水板将所述导水腔分割为两部分，所述第一进水孔、所述第二进水孔分别与所述导水腔分割的两部分连通，所述进水外壳转动密封安装在所述隔水环中心，所述进水外壳底部固定连接有限位板，所述限位板设置在所述进水外壳内部，所述细水雾主干管A与所述第一进水孔对齐设置，所述细水雾主干管B与所述所述第二进水孔对齐设置，所述细水雾支管固定连接于所述导水外壳底部，所述细水雾支管分为细水雾支管A与细水雾支管B，所述细水雾支管A与所述隔水板底部的所述导水腔连通，所述细水雾支管B连通有连接管，所述连接管贯穿于所述隔水板，所述细水雾支管B通过所述连接管与所述隔水板顶部的所述导水腔连通，所述细水雾支管A与所述细水雾支管B上的所述喷头均倾斜向下设置，所述细水雾支管A与所述细水雾支管B上的所述喷头倾斜方向相反。

第二方面，本发明实施例另提供一种控制系统，包括上述的对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置；以及火灾探测器、控制所、细水雾系统和排烟系统，所述火灾探测器设置有多个且等距分布于所述隧道主体内，所述控制所信号连接于所述火灾探测器，所述细水雾系统信号连接于所述控制所，所述排烟系统信号连接于所述控制所。

在本发明的一种实施例中，所述隧道主体每间隔50m设置有所述火灾探测器。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的一种对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置，使用时，启动加压水泵，进而会将消防水池中的水通过细水雾主干管运输到隧道主体的各个位置细水雾支管，然后通过控制阀来控制细水雾区出水的大小，进而实现将隧道主体内的火源进行扑灭，而且火灾中产生的烟雾会通过排烟口和排烟道中快速的排出隧道主体外，进而避免烟雾影响隧道主体内被困人群或者影响隧道主体的视线；

该装置能够对螺旋隧道有以下几点效果：

(1)对螺旋隧道中细水雾系统进行了参数设计，分段布置也能起到控烟效果，有效地降低了隧道机电设施成本。

(2)设计了螺旋隧道中分段布置的细水雾耦合火灾排烟系统，对细水雾系统用水量小、降低热辐射的优点进行利用，结合螺旋隧道通风排烟系统进行优化，达到更为经济有效的控烟效果。

(3)该系统可以实现细水雾系统耦合机械排烟控火控烟效果研究，在工程实例中实现多因素耦合灭火效果评价，对完善螺旋隧道烟控模式理论体系及工程应用具有重大意义，从而保证了螺旋隧道运营期安全。

(4)该细水雾系统中，所述细水雾主干管与所述细水雾支管通过进水外壳与导水外壳连通，在使用时，细水雾主干管A与细水雾主干管B的水分别通过第一进水孔与第二进水孔分别进入导水腔被隔水板分割为两部中，进而分别进入细水雾支管A与细水雾支管B中然后通过喷头进行喷水，由于细水雾支管A与细水雾支管B上的喷头均倾斜向下设置，并且细水雾支管A与细水雾支管B上的喷头倾斜方向相反，使得细水雾支管A与细水雾支管B均获得一个推力，使得细水雾支管带动导水外壳开始旋转，实现边喷水边旋转，提高喷水面积，并且细水雾支管A与细水雾支管B独立进水，使得细水雾支管A与细水雾支管B两端的进水可调节，细水雾支管A与细水雾支管B上的喷头喷水量也可进行调节，进而实现细水雾支管A与细水雾支管B两端的喷水方式不同，适用于不同场景的喷水，适用性更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的整体装置结构示意图；

图2为本发明实施方式提供的框图示意图；

图3为本发明实施方式提供的细水雾主干管与所述细水雾支管连通示意图；

图4为图4中A位置的剖视图示意图；

图5为本发明实施方式提供的进水外壳的示意图；

图6为本发明实施方式提供导水外壳的示意图；

图7为本发明实施方式提供的细水雾主干管与所述细水雾支管连通的侧视示意图；

图8为本发明实施方式提供的正视结构示意图。

图中：100-隧道主体；200-水雾组件；210-消防水池；220-加压水泵；230-细水雾主干管；231-细水雾主干管A；232-细水雾主干管B；240-细水雾支管；241-细水雾支管A；242-细水雾支管B；250-控制阀；260-细水雾区；261-喷头；270-进水外壳；271-进水腔；272-隔水环；280-导水外壳；281-导水腔；282-第一进水孔；283-隔水板；284-第二进水孔；285-限位板；286-连接管；300-排烟组件；310-排烟道；320-排烟口；400-排水组件；410-排水管；420-下水盖；430-下水拱。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置，包括隧道主体100、水雾组件200和排烟组件300。

其中，请参阅图1，水雾组件200和排烟组件300均安装在隧道主体100上，水雾组件200主要用于进行隧道主体100内火灾的救援，排烟组件300主要用于将隧道主体100内的烟气排出。

请参阅图1和图2，水雾组件200包括消防水池210、加压水泵220、细水雾主干管230、细水雾支管240、控制阀250和细水雾区260，消防水池210设置于隧道主体100外，隧道主体100内设置有污水泵房，控火完成后细水雾落到地上形成水流经排水沟流入污水泵房进行处理。加压水泵220连通于消防水池210，细水雾主干管230连通于加压水泵220远离消防水池210的一端，且细水雾主干管230沿隧道主体100内壁铺设，细水雾支管240设置有多个且均连通于细水雾主干管230，控制阀250设置于细水雾支管240，细水雾区260设置有多个且分别间隔连通于细水雾支管240靠近控制阀250的一端，细水雾区260设置有多个喷头261，且多个喷头261均连通于细水雾支管240。细水雾区260长度为25m，且相邻细水雾区260间距不大于300m。喷头261为边墙型喷头。细水雾区260内设置有16个喷头261，且相邻喷头261间隔为3m，通过一定间隔区域的细水雾区260以及喷头261的相互作用，不仅能够合理快速的将隧道内的火势扑灭，而且喷头261喷出的细水雾也能够起到隔绝烟气的效果。

请参阅图3和图4在一些具体的实施方案中，细水雾主干管230与细水雾支管240连通位置设置有进水外壳270与导水外壳280，请参阅图5，进水外壳270内部设置有进水腔271，进水腔271内部设置有隔水环272，隔水环272将进水腔271分割为两部分，细水雾主干管230包括细水雾主干管A231与细水雾主干管B232，细水雾主干管A231与细水雾主干管B232分别与进水腔271被隔水环272分割的两部分连通，导水外壳280密封转动安装于进水外壳270，请参阅图6，导水外壳280内部设置有导水腔281，导水外壳280侧壁上开设有第一进水孔282与第二进水孔284，导水腔281内部设置有隔水板283，隔水板283将导水腔281分割为两部分，第一进水孔282、第二进水孔284分别与导水腔281分割的两部分连通，进水外壳270转动密封安装在隔水环272中心，进水外壳270底部固定连接有限位板285，限位板285设置在进水外壳270内部，细水雾主干管A231与第一进水孔282对齐设置，细水雾主干管B232与第二进水孔284对齐设置，细水雾支管240固定连接于导水外壳280底部，细水雾支管240分为细水雾支管A241与细水雾支管B242，细水雾支管A241与隔水板283底部的导水腔281连通，细水雾支管B242连通有连接管286，连接管286贯穿于隔水板283，细水雾支管B242通过连接管286与隔水板283顶部的导水腔281连通，请参阅图7，细水雾支管A241与细水雾支管B242上的喷头261均倾斜向下设置，细水雾支管A241与细水雾支管B242上的喷头261倾斜方向相反。在使用时，细水雾主干管A231与细水雾主干管B232的水分别通过第一进水孔282与第二进水孔284分别进入导水腔281被隔水板283分割为两部中，进而分别进入细水雾支管A241与细水雾支管B242中然后通过喷头261进行喷水，由于细水雾支管A241与细水雾支管B242上的喷头261均倾斜向下设置，并且细水雾支管A241与细水雾支管B242上的喷头261倾斜方向相反，使得细水雾支管A241与细水雾支管B242均获得一个推力，使得细水雾支管240带动导水外壳280开始旋转，实现边喷水边旋转，提高喷水面积，并且细水雾支管A241与细水雾支管B242独立进水，使得细水雾支管A241与细水雾支管B242两端的进水可调节，细水雾支管A241与细水雾支管B242上的喷头261喷水量也可进行调节，进而实现细水雾支管A241与细水雾支管B242两端的喷水方式不同，适用于不同场景的喷水，适用性更高。

请参阅图1和图2，排烟组件300包括排烟道310和排烟口320，排烟道310设置隧道主体100的拱顶或边墙位置，排烟口320设置有多个且均连通于排烟道310，排烟口320沿隧道主体100纵向长度方向均匀分布，且相邻排烟口320间距为60-100m，而且排烟口320面积为2-8㎡，进而可以精准的将整条螺旋隧道内的烟气均可以排出。

请参阅图1和图2，本发明实施例另提供一种控制系统，包括上述的对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置；以及火灾探测器、控制所、细水雾系统和排烟系统，火灾探测器设置有多个且等距分布于隧道主体100内，控制所信号连接于火灾探测器，细水雾系统信号连接于控制所，排烟系统信号连接于控制所，隧道主体100每间隔50m设置有火灾探测器，每当有两个及以上的火灾探测器报警，便能够直接传输回控制所中，进而可以快速的实施救火。

请参阅图1和图8，排水组件400包括排水管410、下水盖420和下水拱430，排水管410设置有两个且分别设置于隧道主体100的两侧位置，且所述排水管410开设有若干下水孔，且直接连通于污水泵房，下水盖420设置于隧道主体100的地面，且连通污水泵房，下水拱430固定连接于隧道主体100地面内的污水泵房中，通过该几种结构能够快速的将细水雾直接排入到污水泵房内，下水拱430进一步的能够将水直接流入到两侧的位置，进而避免导致隧道主体100内交通堵塞。

具体的，该对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置及控制系统的工作原理：使用时，启动加压水泵220，进而会将消防水池210中的水通过细水雾主干管230运输到隧道主体100的各个位置细水雾支管240，然后通过控制阀250来控制细水雾区260出水的大小，进而实现将隧道主体100内的火源进行扑灭，而且火灾中产生的烟雾会通过排烟口320和排烟道310中快速的排出隧道主体100外，进而避免烟雾影响隧道主体100内被困人群或者影响隧道主体100的视线；

当隧道主体100内发生火灾时，火灾探测器会发出警报，进而会使得控制所中接收到信号，通过确定火灾现场后，然后紧急启动细水雾系统和排烟系统，进而实现对隧道主体100内的灭火排烟；

通过每个间隔的细水雾区260中一定数量的喷头261不仅能够进行范围灭火，而且喷头261喷出的细水雾也能够起到隔绝烟气的效果。

需要说明的是，加压水泵220和控制阀250具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

加压水泵220和控制阀250的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置，其特征在于，包括

隧道主体(100)；

水雾组件(200)，所述水雾组件(200)包括消防水池(210)、加压水泵(220)、细水雾主干管(230)、细水雾支管(240)、控制阀(250)和细水雾区(260)，所述消防水池(210)设置于所述隧道主体(100)外，所述加压水泵(220)连通于所述消防水池(210)，所述细水雾主干管(230)连通于所述加压水泵(220)远离所述消防水池(210)的一端，且所述细水雾主干管(230)沿所述隧道主体(100)内壁铺设，所述细水雾支管(240)设置有多个且均连通于所述细水雾主干管(230)，所述控制阀(250)设置于所述细水雾支管(240)，所述细水雾区(260)设置有多个且分别间隔连通于细水雾支管(240)靠近所述控制阀(250)的一端；

排烟组件(300)，所述排烟组件(300)包括排烟道(310)和排烟口(320)，所述排烟道(310)设置隧道主体(100)的拱顶或边墙位置，所述排烟口(320)设置有多个且均连通于所述排烟道(310)。

2.根据权利要求1所述的一种对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置，其特征在于，所述细水雾区(260)设置有多个喷头(261)，且多个所述喷头(261)均连通于所述细水雾支管(240)。

3.根据权利要求2所述的一种对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置，其特征在于，所述细水雾区(260)长度为25m，且相邻所述水雾区(260)间距不大于300m。

4.根据权利要求2所述的一种对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置，其特征在于，所述喷头(261)为边墙型喷头。

5.根据权利要求2所述的一种对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置，其特征在于，所述细水雾区(260)内设置有16个所述喷头(261)，且相邻所述喷头(261)间隔为3m。

6.根据权利要求1所述的一种对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置，其特征在于，所述隧道主体(100)内设置有污水泵房。

7.根据权利要求1所述的一种对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置，其特征在于，所述排烟口(320)沿所述隧道主体(100)纵向长度方向均匀分布，且相邻所述排烟口(320)间距为60-100m。

8.根据权利要求2所述的一种对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置，其特征在于，所述细水雾主干管(230)与所述细水雾支管(240)连通位置设置有进水外壳(270)与导水外壳(280)；

其中，所述进水外壳(270)内部设置有进水腔(271)，所述进水腔(271)内部设置有隔水环(272)，所述隔水环(272)将所述进水腔(271)分割为两部分，所述细水雾主干管(230)包括细水雾主干管A(231)与细水雾主干管B(232)，所述细水雾主干管A(231)与所述细水雾主干管B(232)分别与所述进水腔(271)被所述隔水环(272)分割的两部分连通；

所述导水外壳(280)密封转动安装于所述进水外壳(270)，所述导水外壳(280)内部设置有导水腔(281)，所述导水外壳(280)侧壁上开设有第一进水孔(282)与第二进水孔(284)，所述导水腔(281)内部设置有隔水板(283)，所述隔水板(283)将所述导水腔(281)分割为两部分，所述第一进水孔(282)、所述第二进水孔(284)分别与所述导水腔(281)分割的两部分连通，所述进水外壳(270)转动密封安装在所述隔水环(272)中心，所述进水外壳(270)底部固定连接有限位板(285)，所述限位板(285)设置在所述进水外壳(270)内部，所述细水雾主干管A(231)与所述第一进水孔(282)对齐设置，所述细水雾主干管B(232)与所述第二进水孔(284)对齐设置，所述细水雾支管(240)固定连接于所述导水外壳(280)底部，所述细水雾支管(240)分为细水雾支管A(241)与细水雾支管B(242)，所述细水雾支管A(241)与所述隔水板(283)底部的所述导水腔(281)连通，所述细水雾支管B(242)连通有连接管(286)，所述连接管(286)贯穿于所述隔水板(283)，所述细水雾支管B(242)通过所述连接管(286)与所述隔水板(283)顶部的所述导水腔(281)连通，所述细水雾支管A(241)与所述细水雾支管B(242)上的所述喷头(261)均倾斜向下设置，所述细水雾支管A(241)与所述细水雾支管B(242)上的所述喷头(261)倾斜方向相反。

9.一种控制系统，其特征在于，包括

权利要求1-8任意一项所述的对螺旋隧道分区保护的分段细水雾装置；以及

火灾探测器、控制所、细水雾系统和排烟系统，所述火灾探测器设置有多个且等距分布于所述隧道主体(100)内，所述控制所信号连接于所述火灾探测器，所述细水雾系统信号连接于所述控制所，所述排烟系统信号连接于所述控制所。

10.根据权利要求9所述的一种控制系统，其特征在于，所述隧道主体(100)每间隔50m设置有所述火灾探测器。

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