隧道排风道用的烟道板结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种隧道排风道用的烟道板结构，包括若干预制烟道板块，所述预制烟道板块沿隧道长度方向依次进行拼接，所述预制烟道板块的横截面为拱形，所述预制烟道板块具有一凸起顶面、凹形底面和两对接端面，两所述对接端面向背设置，所述凸起顶面和所述凹形底面设置在两所述对接端面之间，凸起顶面处于凹形底面上方，两对接端面与凸起顶面的连接处均形成有长条形缺口，相邻预制烟道板块通过所述对接端面及所述缺口进行对接，在所述缺口内填充有现浇钢筋混凝土。本发明采用拱形结构板，可以减弱结构自重作用下的长期挠度，同时隧道拱顶的渗水可以通过拱形坡度向烟道板两侧汇集后排入隧道排水沟中，以减小潮湿环境对烟道内机械设备的影响。
【专利说明】隧道排风道用的烟道板结构
【技术领域】
[0001] 本发明涉及烟道板结构设计的【技术领域】，尤其涉及一种隧道排风道用的烟道板结 构。
【背景技术】
[0002] 为满足隧道正常运营情况下的舒适性及极端情况（火灾）下的安全性，长大隧道 通常要设置机械式通风排烟系统。目前隧道排烟的设计基本上和通风方式相结合，在正常 情况为通风功能，满足环控的要求；而在火灾情况下为排烟、控烟功能，其主要目的为乘车 人员创造安全的疏散路线和帮助救火人员顺利到达火灾现场。
[0003] 排烟的方式可以归为两种：横向排烟方式和纵向排烟方式。横向通风方式是在 隧道顶端设置送风口和排风道，隧道内气体通过隧道顶部的送风口排入到隧道顶部隔绝的 排风道中，再由专门的坚井或者排风口排出外界。纵向通风方式就是通过在隧道内产生纵 向风流达到目的。综上，横向风主要由设置在排风道中的射流风机和隧道中横向的风机实 现，在隧道通风时，隧道内基本不产生纵向流动的风，只有微弱的纵向自然风和风机产生的 横向风。在盾构隧道中，由于盾构通常为圆形断面，隧道上方空出的空间可以作为排风道。 国内外各大火灾试验室通过实体试验、CFD模拟等多种方法，对隧道火灾时的烟气流动特 征提出通风排烟标准。PIARC在1999年发布《FireandSmoke Control in Road Tunnels 05. 05. B》，2004年发布了《Systems and Equipment for Fire and Smoke Control in Road Tunnels》等导则，在隧道火灾场景确定、烟流控制、结构耐火设计准则等方面提高了详细的 要求和建议。例如东京湾隧道、上海长江隧道使用的重点排烟技术将烟雾控制在有限范围 内，可以改善阻塞工况的疏散条件。
[0004] 所谓排烟系统是指沿隧道上部纵向一定间距设置排烟口，火灾工况下，通过开启 排烟口来实现对隧道内烟气流动的控制，为隧道疏散及消防救援提供稳定的环境。在盾构 隧道中，特别是超长盾构隧道中，重点排烟被广泛采用，排烟道通常设置在圆形隧道顶部的 闲置空间，排烟道与隧道车道通过烟道板进行分隔。
[0005] 目前烟道板的施作方式主要有现浇和预制两种方式，现浇烟道板的施工工期、表 面平整度通常很难满足工程要求。预制装配式构件具有施工便捷、质量易控制等优点被广 泛采用，而接缝质量则成为装配式烟道板施工控制的关键。目前国内外尚未发现针对类似 隧道烟道板接缝结构，这种处于正负压交替作用环境下、须保证密封性能的接缝构造。
[0006] 因此，本 申请人:致力于开发一种能够解决烟道内排水问题和烟道板结构自重长期 挠度问题，以及提高整体密封性能的隧道排风道用的烟道板结构。
【发明内容】
[0007] 有鉴于现有技术的上述不足，本发明是提出一种能够解决烟道内排水问题和烟道 板结构自重长期挠度问题，以及提高整体密封性能的隧道排风道用的烟道板结构。
[0008] 为实现上述目的，本发明提供了一种隧道排风道用的烟道板结构，包括若干预制 烟道板块，所述预制烟道板块沿隧道长度方向依次进行拼接，所述预制烟道板块的横截面 为拱形，所述预制烟道板块具有一凸起顶面、凹形底面和两对接端面，两所述对接端面向背 设置，所述凸起顶面和所述凹形底面设置在两所述对接端面之间，所述凸起顶面处于所述 凹形底面上方，两所述对接端面与所述凸起顶面的连接处均形成有长条形缺口，相邻预制 烟道板块通过所述对接端面及所述缺口进行对接，在所述缺口内填充有现浇钢筋混凝土。
[0009] 较佳的，对接的两缺口组合形成一截面为梯形的长条状凹槽，所述凹槽位于所述 凸起顶面上的槽口面积小于所述凹槽的槽底面面积。
[0010] 较佳的，所述凹槽的两内侧壁上铺设有聚乙烯填封板。
[0011] 较佳的，相邻预制烟道板块进行对接的对接端面上由凹形底面侧至凸起顶面侧依 次设置有防火密封胶、矿棉、聚乙烯泡沫条、防火密封胶和所述现浇钢筋混凝土。
[0012] 较佳的，所述预制烟道板块的凸起顶面上设置有添加了硅粉的硅粉混凝土层，所 述预制烟道板块的凹形底面上设置有添加了聚丙烯纤维的聚丙烯纤维混凝土层。
[0013] 较佳的，所述现浇钢筋混凝土中添加有聚丙烯纤维。
[0014] 本发明的隧道排风道用的烟道板结构的有益效果如下：
[0015] 1)本发明的隧道排风道用的烟道板结构采用拱形结构板，可以减弱结构自重作用 下的长期挠度，同时隧道拱顶的渗水可以通过拱形坡度向烟道板两侧汇集后排入隧道排水 沟中，以减小潮湿环境对烟道内机械设备的影响。
[0016] 2)本发明的隧道排风道用的烟道板结构的预制烟道板块之间的接缝形式，采用预 设缺口对接形成截面为梯形的长条状凹槽，且设置所述凹槽位于所述凸起顶面上的槽口面 积小于所述凹槽的槽底面面积，由梯形缝来保证负压情况下内置的接缝材料不被吸出。
[0017] 3)本发明的隧道排风道用的烟道板结构还采用具有一定拉伸强度的防火胶等进 行嵌缝，满足接缝的密封性能要求。
[0018] 4)本发明的预制烟道板块的具体结构采用工厂化生产的功能梯度钢筋混凝土浇 筑而成，即，按照不同功能要求由3层添加不同添加剂的混凝土组成，从上到下依次为硅粉 混凝土层、常规混凝土层、聚丙烯纤维混凝土层，分别满足表面粗糙度、正常承载、防火的要 求。
[0019] 以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以 充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为具体实施例隧道排风道用的烟道板结构示意图。
[0021] 图2为具体实施例相邻预制烟道板块对接处的结构示意图。
[0022] 图3为图2的A处放大示意图。
[0023] 图4为具体实施例隧道排风道用的烟道板的应用状态示意图。
【具体实施方式】
[0024] 如图1所示，本实施例的一种隧道排风道用的烟道板结构，包括若干预制烟道板 块100,预制烟道板块100沿隧道长度方向依次进行拼接，预制烟道板块100的横截面为拱 形，预制烟道板块具有一凸起顶面110、凹形底面120和两对接端面130,两对接端面130向 背设置，凸起顶面110和凹形底面120设置在两对接端面130之间，凸起顶面110处于凹形 底面120上方。如图2和图3所示，两对接端面130与凸起顶面110的连接处均形成有长 条形缺口 140,相邻预制烟道板块通过对接端面130及缺口 140进行对接，在缺口 140内填 充有现浇钢筋混凝土 200。
[0025] 结合图2和图3所示，对接的两缺口 140组合形成一截面为梯形的长条状凹槽，所 述凹槽位于凸起顶面110上的槽口面积小于所述凹槽的槽底面面积，且在所述凹槽的两内 侧壁上铺设有聚乙烯填封板300,相邻预制烟道板块100进行对接的对接端面上由凹形底 面120侧至凸起顶面110侧依次设置有防火密封胶400、矿棉500、聚乙烯泡沫条600、防火 密封胶400和现浇钢筋混凝土 200,预制烟道板块100的凸起顶面110上设置有添加了硅粉 的硅粉混凝土层，预制烟道板块100的凹形底面120上设置有添加了聚丙烯纤维的聚丙烯 纤维混凝土层，现浇钢筋混凝土 200中添加有聚丙烯纤维。
[0026] 示例性的，如图4所示，本实施例隧道排风道用的烟道板结构具体应用在盾构隧 道上的情况如下：
[0027] 本实施例的预制烟道板块100采用工厂化生产的功能梯度钢筋混凝土浇筑预制 而成，即，按不同功能要求由三层添加不同添加剂的混凝土组成，预制烟道板块100的凸起 顶面110上浇筑添加了硅粉的硅粉混凝土层，预制烟道板块100的凹形底面120上浇筑添 加了聚丙烯纤维的聚丙烯纤维混凝土层，中间层为常规混凝土层，分别满足表面粗糙度、正 常承载和防火的要求。其中，还需针对不同盾构隧道的情况和需求，调整预制烟道板块的拱 形角度和具体尺寸，此处不再赘述。
[0028] 将预制烟道板块100运至盾构隧道内的烟道板装配现场，在盾构隧道内进行现场 拼装，如图1所示，将多块预制烟道板块100沿隧道长度方向依次进行对接，在相邻预制烟 道板块100进行对接的对接端面130上由凹形底面侧至凸起顶面侧依次设置有防火密封 胶、矿棉、聚乙烯泡沫条、防火密封胶和所述现浇钢筋混凝土（参考图2所示），实现预制烟 道板块100的密封连接形成隧道排风道用的烟道板结构，如图4所示应用在盾构隧道内，使 得烟道板结构迎车道侧的凹形底面120起到有效防火，迎排烟道的凸起顶面110表面光滑 风阻小，通风效果好，且由于其凸起的拱形表面和整体的拱形坡度，解决了烟道内的排水问 题，同时能够更好的抵抗烟道结构自重的长期挠度问题，相邻预制烟道板块100的对接端 面130及缺口 140上的连接构造进一步有效的保证了在正负压交替作用的环境下对接面的 连接可靠性和密封性能。
[0029] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无 需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本【技术领域】中技术 人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的 技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种隧道排风道用的烟道板结构，包括若干预制烟道板块，所述预制烟道板块沿隧 道长度方向依次进行拼接，其特征在于：所述预制烟道板块的横截面为拱形，所述预制烟道 板块具有一凸起顶面、凹形底面和两对接端面，两所述对接端面向背设置，所述凸起顶面和 所述凹形底面设置在两所述对接端面之间，所述凸起顶面处于所述凹形底面上方，两所述 对接端面与所述凸起顶面的连接处均形成有长条形缺口，相邻预制烟道板块通过所述对接 端面及所述缺口进行对接，在所述缺口内填充有现浇钢筋混凝土。
2. 如权利要求1所述的隧道排风道用的烟道板结构，其特征在于：对接的两缺口组合 形成一截面为梯形的长条状凹槽，所述凹槽位于所述凸起顶面上的槽口面积小于所述凹槽 的槽底面面积。
3. 如权利要求2所述的隧道排风道用的烟道板结构，其特征在于：所述凹槽的两内侧 壁上铺设有聚乙烯填封板。
4. 如权利要求1至3任一项所述的隧道排风道用的烟道板结构，其特征在于：相邻预 制烟道板块进行对接的对接端面上由凹形底面侧至凸起顶面侧依次设置有防火密封胶、矿 棉、聚乙烯泡沫条、防火密封胶和所述现浇钢筋混凝土。
5. 如权利要求1至3任一项所述的隧道排风道用的烟道板结构，其特征在于：所述预 制烟道板块的凸起顶面上设置有添加了硅粉的硅粉混凝土层，所述预制烟道板块的凹形底 面上设置有添加了聚丙烯纤维的聚丙烯纤维混凝土层。
6. 如权利要求1至3任一项所述的隧道排风道用的烟道板结构，其特征在于：所述现 浇钢筋混凝土中添加有聚丙烯纤维。
【文档编号】E21F1/00GK104088657SQ201410371193
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】宁佐利, 吴晓庚, 王晓波, 姜弘, 庄子帆 申请人:上海市城市建设设计研究总院