CN210660161U - 一种新型双洞互补式通风系统 - Google Patents

Abstract

一种新型双洞互补式通风系统,包括上行通道和下行通道，上行通道和下行通道中部间隔设置有2条连通上行隧道和下行通道的横通道，2条横通道内均设置有轴流风机且横通道内气流方向相同，上行通道和下行通道与2条横通道形成双U形互补式通风结构，上行通道和下行通道内均设置有射流风机，横通道与下行通道连接处设置有送风通道，送风通道开口处设置有送风隔板，本实用新型减少工程数量，能极大减少建设费用，提高通风效率，避免不必要浪费，降低后期运营费用。

Description

一种新型双洞互补式通风系统

技术领域

本实用新型属于隧道工程技术领域，具体涉及到一种新型双洞互补式通风系统。

背景技术

纵观现有的双洞公路隧道，其通风系统从单纯依靠自然风或交通风的最简单的纵向通风，到横向式、半横向式通风，现已逐步演变为利用射流风机、利用斜(竖井)送排风、斜(竖井)送排风和射流风机相结合、射流风机和电气集尘相结合、双洞互补等多种通风。

近些年隧道的建设逐渐趋向于“长大化”，隧道中汽车尾气、灰尘含量随之升高，将严重危害驾驶员的健康以及试车安全，需要采取有效的通风方式来降低空气污染物浓度，保证行车的安全性和舒适性。而特长公路隧道的结构形式大多为双洞分离式隧道，其运营通风方式大多为分段式纵向式通风，这种通风方式已成为国内甚至于国外特长公路隧道通风的主流。究其原因是在特长公路隧道运营中通风费用巨大，横向式、半横向式以及静电除尘等通风方式在经济性比选中不占优势，设置竖、斜井进行送、排分段通风，并安装射流风机进行纵向通风的这种分段纵向式通风是特长公路隧道各种通风方式中相对经济的一种。但即使采用分段纵向式通风的隧道每公里一年的运营费用都需要几十万，可见在隧道使用寿命期间通风运营费用是一个巨大数字。随着近些年隧道越修越长，隧道“修得起用不起”的矛盾逐渐显现，往往通风土建工程费用以及后期运营费用所占比例过大，制约着隧道的发展。如何在分段纵向式通风中采用合理有效的措施减少土建和运营费用是目前急需解决的一个问题。

虽然近些年采用的双洞互补式通风在特长隧道的应用中取得了经济节能的喜人成果，还存在着不足。一方面，互补式通风存在有多种形式，还未给出明确的分类；另一方面由于洞内风速大小和火灾排烟困难等制约因素的影响，使其适应性大大折扣。就目前而言，双洞互补式通风主要适用于5km左右的特长隧道，随着交通量增长和里程长度增加等原因，使得隧道需风量大大增加，双洞互补式通风系统已经无法满足要求，此时我们常用的通风方式还是设置竖井进行分段纵向式通风。若能在设置有竖斜井的隧道中利用互补式通风的特点，会大幅降低土建费用和运营费用，将会减少竖、斜井设置数目以及机械通风功率，在隧道建设和运营期间获取更大的经济效益。目前对于这种组合通风方式的研究很少，还未公开有其理论和设计方面的研究。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点,提供一种能够节能的、很好适用于特长公路隧道的运营通风方式。

解决上述技术问题采用的技术方案是：包括下行通道和上行通道，下行通道和上行通道中部间隔设置有2条连通下行通道和上行通道的横通道，2条横通道内均设置有轴流风机且横通道内气流方向相同，下行通道和上行通道与2条横通道形成双U形互补式通风结构，下行通道和上行通道内均设置有射流风机，横通道与上行通道连接处设置有送风通道，送风通道开口处设置有送风隔板。

本实用新型的2条横通道之间的距离为50～100m。

本实用新型的送风隔板为矩形板，矩形板的长度为50mm、宽度10cm，送风口风隔板由加防火材料的轻质板制作。

本实用新型相比于现有技术具有以下优点：

1、土建量稍小，土建费用有所降低；

2、风机配备的射流风机比之前稍有增加，但轴流风机数目减小，按总费用来说，其购置费用降低。

3、电机功率比单斜井方案少，通风系统规模减少，通风方式简单便于后期管理，运营管理费用下降，有良好的经济效益。

4、本实用新型在保证整座隧道通风系统初期投资没有较大波动并降低运行费用的前提下，充分利用了两条负荷不均匀的隧道内污染物浓度差值进行互补代偿，减小的竖斜井的数量，减少工程数量，能极大减少建设费用，提高通风效率，避免不必要浪费，降低后期运营费用。

附图说明

图1为正向双U型互补式通风系统的双洞特长隧道结构图。

图2为A-A断面示意图。

图3为B-B断面示意图。

图4为正向双U型互补式通风隧道内风流示意图。

图5为正向双U型互补式通风污染物浓度分布图。

图6为反向双U型互补式通风隧道内风流示意图。

图7为反向双U型互补式通风污染物浓度分布图。

1、下行通道；2、横通道；3、射流风机；4、送风通道；5、轴流风机；6、上行通道；7、送风隔板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。

为了简单扼要，本使用定义污染物浓度低的隧道为下行通道(隧道左线)，污染物浓度高的隧道为上行通道(隧道右线)。

实施例1

在图1、2、3中，本实用新型一种新型双洞互补式通风系统,包括下行通道1 和上行通道6，下行通道1和上行通道6中部间隔设置有2条连通下行隧道1和上行通道6的横通道2，2条横通道2内均设置有轴流风机5且横通道2内气流方向相同，下行通道1和上行通道6与2条横通道2形成双U形互补式通风结构，进一步地，为防止烟气串流现象，2条横通道2之间的距离为50～100m。下行通道1和上行通道6内均设置有射流风机3，横通道2与下行通道6连接处设置有送风通道 4，送风通道4开口处设置有送风隔板7，送风隔板7为矩形板，矩形板的长度为 50mm、宽度10cm，送风口风隔板由加防火材料的轻质板制作。本实用新型为进行竖斜井送排风和火灾排烟可设置地表风机房或地下风机房，按隧道所在具体环境、安全、经济等因素进行选取。

本实用新型的隧道通风基本原理与常规分流的原理不同，部分风流方向与行车方向相反，最终形成左右两侧均为U型的风流。根据洞内风流方向可将这种通风方式分为正向双U型和反向双U型，两种方式都是以纵向通风的方式辅以换气横通道2将两条隧道联系起来，构成一个整体进行内部相互通风换气，用下行通道1内富裕的新风量去弥补上行通道6内新风量的不足，使得两条隧道内空气质量均能够满足通风要求。

在图4中，正向双U型互补式通风的风流方向如下：空气从需风量低的左线隧道出口端进入，这时风流方向与行车方向相反，空气到达一定区域后通过换气横通道2全部送入右线隧道，并朝着右线隧道进口端流出洞口，这时风流方向与行车方向相反，其风流路径为正向左U型；同时空气从需风量低的左线隧道进口端进入，这时风流方向与行车方向相同，空气到达一定区域后通过换气横通道2全部送入右线隧道，并朝着右线隧道出口端流出洞口，这时风流方向与行车方向相同，其风流路径为正向右U型。

在图6中，反向双U型互补式通风的风流方向如下：空气从需风量高的右线隧道进口端进入，这时风流方向与行车方向相同，空气到达一定区域后通过换气横通道全部送入左线隧道，并朝着左线隧道出口端流出洞口，这时风流方向与行车方向相同，其风流路径为反向左U型；同时空气从需风量高的右线隧道出口端进入，这时风流方向与行车方向相反，空气到达一定区域后通过换气横通道全部送入左线隧道，并朝着左线隧道进口端流出洞口，这时风流方向与行车方向相反，其风流路径为反向右U型。

这两种通风方式都可以较好的利用左、右线的风量的差异，能够减少右线设置的一座竖井，起到很大的节能作用，

如图5所示，细虚线和粗虚线分别代表左、右线隧道原始污染物浓度分布情况，左线隧道污染物浓度较低，富余风量较大，右线隧道污染物浓度较高超过了污染物浓度限值；双细实线为换气横通道位置；细实线和粗实线分别代表左、右线隧道采用互补式通风换气后其物浓度分布情况。在左U型风流路径中，风流从左线出口进入，左线后段空气污染物浓度逐渐升高，低于原始污染物浓度，经过横通道换气后，流向右线前段，右线前段空气污染物浓度继续升高，在达到右线进口前不超过污染物浓度限值，高于右线进口原始污染物浓度；在右U型风流路径中，风流从左线进口进入，左线前段空气污染物浓度逐渐升高，与原始污染物浓度相同，经过横通道换气后，流向右线后段，右线后段空气污染物浓度继续升高，在达到右线出口前不超过污染物浓度限值，低于右线出口原始污染物浓度。

如图7所示，细虚线和粗虚线分别代表左、右线隧道原始污染物浓度分布情况，左线隧道污染物浓度较低，富余风量较大，右线隧道污染物浓度较高超过了污染物浓度限值；双细实线为换气横通道位置；细实线和粗实线分别代表左、右线隧道采用互补式通风换气后其物浓度分布情况。在左U型风流路径中，风流从右线进口进入，右线前段空气污染物浓度逐渐升高，与原始污染物浓度相同，经过横通道换气后，流向左线后段，左线后段空气污染物浓度继续升高，在达到左线出口前不超过污染物浓度限值，高于左线出口原始污染物浓度；在右U型风流路径中，风流从右线出口进入，右线后段空气污染物浓度逐渐升高，低于原始污染物浓度，经过横通道换气后，流向左线前段，左线前段空气污染物浓度继续升高，在达到左线进口前不超过污染物浓度限值，高于左线进口原始污染物浓度。

由此可见成，由于风流的不同，正向双U型互补式通风的左、右线污染物浓度整体水平低于反向双U型互补式通风。考虑隧道内安全舒适的原则，正向双U型互补式通风更优，一般所述双U型互补式通风即为正向双U型互补式通风。

Claims (3)

1.一种新型双洞互补式通风系统,其特征在于：包括下行通道(1)和上行通道(6)，下行通道(1)和上行通道(6)中部间隔设置有2条连通下行通道(1)和上行通道(6)的横通道(2)，2条横通道内均设置有轴流风机(5)且横通道(2)内气流方向相同，下行通道(1)和上行通道(6)与2条横通道形成双U形互补式通风结构，下行通道(1)和上行通道(6)内均设置有射流风机(3)，横通道(2)与上行通道(6)连接处设置有送风通道(4)，送风通道(4)开口处设置有送风隔板(7)。

2.根据权利要求1所述的一种新型双洞互补式通风系统，其特征在于：所述的2条横通道(2)之间的距离为50～100m。

3.根据权利要求1所述的一种新型双洞互补式通风系统，其特征在于：所述的送风隔板(7)为矩形板，矩形板的长度为50mm、宽度10cm，送风口风隔板由加防火材料的轻质板制作。

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