本实用新型专利技术公开了一种高速公路隧道双洞互补式竖/斜井通风系统，包括隧道双洞的上行线和下行线，在位于下行线之间设有第二竖井和第二斜井，在位于上行线有第一斜井和第一竖井；在上行线和下行线内，每隔一定距离设置倾斜的通风横通道，每个通风横通道内设有可逆的轴流风机，各隧道在邻近通风横通道处均设有延伸至上行线和下行线的行车建筑限界之外的断面扩展区，通风横通道的开口处在该断面扩展区；且每个断面处都设有一个风流量传感器，风流量传感器和可逆的轴流风机之间连接有控制器。具有充分利用自然风和活塞风，能耗低，经济适用的特点。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于隧道通风
的设计，涉及隧道通风系统，特别涉及一种高速公路隧道双洞互补式竖(斜)井通风系统。
技术介绍
通风设计是隧道设计的重要组成部分，一个好的设计方案直接关系到隧道后期的运营通风以及隧道功能效益的发挥。目前国内外长大公路隧道通风方案有纵向通风、分段纵向通风、横向及半横向通风以及网络通风等。其中，纵向通风、分段纵向通风、横向及半横向通风的设计及研究目前技术已趋于成熟，通风理论已较完善。各种通风方式有利有弊。半横向式和全横向式具有洞内风速小、通风噪声小、行车环境舒适、火灾排烟方便灵活、有利洞口环境等优点，但是这两种通风方式都存在不能充分利用汽车强大的活塞风、通风土建造价昂贵、不易分期实施、运营费用高、管理与维护技术难度大等明显缺点。对于纵向式通风，半横向式和全横向式的缺点恰好就是其优点。而洞内风速、通风噪声等影响行车环境的指标，只要具体方案选择正确，也能做到低风速、低噪音，其明显缺点是火灾排烟不便。一直以来，世界各国隧道工作技术人员一直致力于隧道通风的程序化研究，其中具有代表性的有：瑞典AxelBring等在IDA(输入数据汇编程序)环境下编制的模块化模拟程序；英国AlanVardy编制的可对纵向通风方式和半横向通风方式进行模拟计算的程序，该程序可以模拟稳态和非稳态气流状况。隧道通风动态模拟和局部模拟，由于计算复杂，多运用CFD进行仿真模拟，其中常用模拟软件有FLUENT，PHOENICS，CFX，CFDesign等。隧道通风研究方法主要是通过理论计算、模型试验、实地测量、数值模拟等方法获得隧道内速度场、压力场、温度场的分布，以及隧道内发生火灾时的紧急通风状态，制定出隧道通风最佳方式和控制系统。1991年，瑞士学者首次提出了一种新型的纵向通风方式——双向换气，其基本思路是在保证两条隧道内需风量都不大于其最大允许需风量的前提下，以纵向通风的方式辅以一个双向换气系统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，用右线隧道内富裕新风量去弥补左线隧道内新风量不足，使得两条隧道内空气质量均能够满足通风要求。此通风方式无需设置专门的通风竖井，原则上仅利用轴流风机就可以满足通风要求，降低了通风设备的初投资和运营费用，但该文献并没有给出此种通风方式的具体设计过程及计算方法。公路隧道堪称公路网的“咽喉”，投资费用大，运营管理复杂，特别是隧道的通风和照明等运营费用很高。而公路隧道节能技术的应用与推广可大大降低公路随道的运营费用，对于公路隧道建设，就像是为“咽喉”减压，使得公路建设“呼吸”更为顺畅。可以说公路隧道的节能问题，已成为低碳经济时代、新交通时代交通行业普遍关注的问题。随着国务院批准的《国家高速公路网发展规划》的实施，各地方公路网的加密以及断头路的消除，公路随道在公路建设中的比重越来越大。公路隧道作为道路结构物的耗电大户，节能减排问题已引起了国内外的普遍重视。中国专利申请(公告号：CN102287213A)公开了一种双洞互补式网络通风实验模型，包括排风段(11)，短道段(12)、送风段(13)，断面(1；2)位于上行线的送风段(11)，断面(3)位于上行线短道段(12)，断面(4；5)位于上行线的送风段(13)，断面(6；7)位于下行线的送风段(13)，断面(8)位于下行线的送排风短道段(12)，断面(9；10)位于下行线排风段(11)，上行线的排风口与下行线的送风口通过风道相连接，风道中设置风机(15)，上行线的送风口与下行线的排风口通过风道相连接，风道中设置风机(14)。中国专利申请(公告号：CN101655012A)公开了一种双洞隧道互补式网络通风的方法，该专利提供了一种依据风量平衡定律、风压平衡定律和阻力定律进行通风网络的计算方法并应用网孔迭代校正风量法进行通风网络的压力求解。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种高速公路隧道双洞互补式竖/斜井通风系统，该通风系统以自然风为主动力，采用双洞互补式通风，充分发挥汽车的活塞风作用和竖井的通风能力，从而最大化的利用自然风并将自然风的沿程损耗降到最低。为了实现上述任务，本技术采用如下的技术解决方案：一种高速公路隧道双洞互补式竖/斜井通风系统，包括隧道双洞的上行线和下行线，其特征在于，在位于下行线之间设有第二竖井和第二斜井，在位于上行线有第一斜井和第一竖井；在上行线和下行线内，每隔一定距离设置倾斜的通风横通道，每个通风横通道内设有可逆的轴流风机，各隧道在邻近通风横通道处均设有延伸至上行线和下行线的行车建筑限界之外的断面扩展区，通风横通道的开口处在该断面扩展区；其中，断面扩展区中的第一断面至第十断面分别位于每个通风横通道与上行线和下行线的交叉口附近，第十一断面和第十四断面分别位于第一斜井和第二斜井与下行线和上行线的交叉口附近，第十二断面和第十三断面分别位于第一竖井和第二竖井与上行线和下行线的交叉口附近，且每个断面处都设有一个风流量传感器，风流量传感器和可逆的轴流风机之间连接有控制器。申请人在实际研究发现，斜(竖)井顶底部压差形成的自然风对改善隧道内空气质量效果显著。本技术的高速公路隧道双洞互补式竖/斜井通风系统，充分利用自然风和活塞风通风，隧道主洞内不设射流风机。本技术的其它特点是：所述通风横通道(A，B，C，D，E)倾角为60°。所述的可逆的轴流风机为若干个。与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：(1)本技术提出的高速公路隧道双洞互补式竖/斜井通风系统，隧道全程利用竖井的自然风和汽车的活塞风进行通风，隧道主洞不设置射流风机，大大节省了风机购买、安装、运行的费用。(2)本技术提出的高速公路隧道双洞互补式竖/斜井通风系统中，采用交互式通风，通过横通道将两条主洞联通起来，形成双向换气系统，较洁净隧道内的空气被用来稀释较污染隧道内的空气，使污染物的浓度很好的控制在标准以内。(3)本技术提出的高速公路隧道双洞互补式竖/斜井通风系统中，通过风流量传感器控制各横通道内轴流风机的启动与风速，从而使隧道内各区段风速变化平稳。本技术提出的高速公路隧道双洞互补式竖/斜井通风系统中，由理论公式计算出各区段的最优风速，使各区段的实际风速控制在最优风速附近，从而使自然风的全程阻力消耗最小。附图说明图1为本技术的高速公路隧道双洞互补式竖/斜井通风系统结构示意图；图2是通风横通道结构示意图；图3是竖井进风；图4是竖井排风图5是某特长隧道通风方案对比图；图中的标记分别表示：A，B，C，D，E：通风横通道；1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14：第一至第十四断面；Q1至Q2：上行线；Q3至Q4：下行线；QJ1：第一竖井；QJ2：第一斜井；QJ3：第二竖井；QJ4：第二斜井。下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步地详细说明。具体实施方式半横向通风虽有送风较均匀，洞内一旦发生火灾较易控制等优点，但其存在的问题也较多，突出表现为工程投资较高与运营耗能较多两个问题上。随着通风技术的进步和节能的要求，已有逐渐被纵向通风所取代的趋势，这也是当今长大公路隧道通风方式的发展方向。纵向通风方式的优点主要表现在：能充分利用车辆的活塞作用；不需要额外风渠，可减少隧道衬砌断面；隧道断面即用作本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高速公路隧道双洞互补式竖/斜井通风系统，包括隧道双洞的上行线(Q1至Q2)和下行线(Q3至Q4)，其特征在于，在位于下行线(Q3至Q4)之间设有第二竖井(QJ3)和第二斜井(QJ4)，在位于上行线(Q1至Q2)有第一斜井(QJ2)和第一竖井(QJ1)；在上行线(Q1至Q2)和下行线(Q3至Q4)内，每隔一定距离设置倾斜的通风横通道(A，B，C，D，E)，每个通风横通道(A，B，C，D，E)内设有可逆的轴流风机，各隧道在邻近通风横通道(A，B，C，D，E)处均设有延伸至上行线(Q1至Q2)和下行线的行车建筑限界之外的断面扩展区，通风横通道(A，B，C，D，E)的开口处在该断面扩展区；其中，断面扩展区中的第一断面至第十断面(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10)分别位于每个通风横通道(A，B，C，D，E)与上行线和下行线的交叉口附近，第十一断面(11)、第十四断面(14)分别位于第一斜井(QJ2)和第二斜井(QJ4)与下行线和上行线的交叉口附近，第十二断面(12)和第十三断面(13)分别位于第一竖井(QJ1)和第二竖井(QJ3)与上行线和下行线的交叉口附近，且每个断面处都设有一个风流量传感器，风流量传感器和可逆的轴流风机之间连接有控制器。...
【技术特征摘要】
1.一种高速公路隧道双洞互补式竖/斜井通风系统，包括隧道双洞的上行线(Q1至Q2)和下行线(Q3至Q4)，其特征在于，在位于下行线(Q3至Q4)之间设有第二竖井(QJ3)和第二斜井(QJ4)，在位于上行线(Q1至Q2)有第一斜井(QJ2)和第一竖井(QJ1)；在上行线(Q1至Q2)和下行线(Q3至Q4)内，每隔一定距离设置倾斜的通风横通道(A，B，C，D，E)，每个通风横通道(A，B，C，D，E)内设有可逆的轴流风机，各隧道在邻近通风横通道(A，B，C，D，E)处均设有延伸至上行线(Q1至Q2)和下行线的行车建筑限界之外的断面扩展区，通风横通道(A，B，C，D，E)的开口处在该断面扩展区；其中，断面扩展区中的第一断面至第十断面(1，2，3...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙腾，郑晅，李雪，翁效林，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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