水下单管上下层市政及公路长大盾构隧道通风系统及方法与流程

本发明属于市政及公路隧道技术领域，具体涉及一种水下单管上下层市政及公路长大盾构隧道通风系统及方法。

背景技术：

水下隧道通风模式的选择，与隧道长度、交通流量、行车方式、洞口环保要求、隧道施工方法等多种因素有关。目前常用的隧道通风方式有全横向、半横向、纵向通风方式和纵向通风+重点排烟。

全横向和半横向通风方式需设置专用风道和风机房，土建费用投资大，后期通风运营费用高，火灾时能够有效保持烟气分层，但由于其提供的气流为横向，与隧道中烟气蔓延方向垂直，无法有效控制烟气在沿隧道纵向蔓延。

纵向通风方式能充分发挥汽车的交通升压力（活塞风），具有良好的对上游烟气控制效果，对正常单向交通而言具有良好的烟气控制效果。但在交通阻塞及双向行车工况下，火源的上下游均有需要疏散的人员和车辆，纵向风流将火灾烟气充满火源下游整个隧道区域，对下游的人员逃生和消防扑救带来很大的威胁，因而纵向排烟系统并不能保证火源下风方向司乘人员的安全。

纵向通风+重点排烟方式，在隧道上方设置土建排烟风道，平时进行纵向通风，可以充分发挥汽车的交通升压力，火灾时进行重点排烟，通过开启火源附近的多个排烟口，就近将烟气经由排烟道排出行车隧道，最大限度降低对隧道内人员逃生的影响。

基于此，目前国内很多水下单管上下层盾构隧道基本都采用了纵向通风+点式集中排烟的方案。射流风机分两段布置（沿隧道两端往中部布置），在盾构段同时设置土建排烟风道和射流风机，导致盾构断面较大。盾构断面的增大将会带来工程实施难度、施工风险和工程造价的增大，在一定程度上制约了盾构工法在长大水下隧道中的应用。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种射流风机分三段布置、射流风机位置与土建排烟风道位置相互错开的水下单管上下层市政及公路长大盾构隧道通风系统及方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种水下单管上下层市政及公路长大盾构隧道通风系统，其特征在于，包括盾构隧道，所述盾构隧道内部设置有上层车道、下层车道，所述上层车道、下层车道的顶部设置有土建排烟风道，所述盾构隧道的两端均设置有与上层车道、下层车道的土建排烟风道均相连的排烟风井，所述排烟风井内设置有排烟风机和风阀；所述盾构隧道的中部沿隧道纵向依次分成盾构A段、盾构B段、盾构C段，所述盾构A段、盾构C段的土建排烟风道面积相等，所述盾构B段土建排烟风道面积为盾构A段土建排烟风道面积的2/5-3/5，所述盾构B段及盾构隧道两端明挖暗埋段分别设置射流风机。

所述盾构B段土建排烟风道的较优面积为盾构A段土建排烟风道面积的1/2。

位于所述盾构B段的射流风机位置与土建排烟风道位置相互错开，但在隧道横断面投影上有重叠。

一种水下双管市政及公路长大盾构隧道的通风方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）对所述盾构隧道的上层车道、下层车道通过设置射流风机进行纵向诱导通风；

（2）对所述上层车道、下层车道通过设置在盾构隧道内的土建排烟风道，以及与该土建排烟风道相连的盾构隧道两端排烟风井、排烟风机、风阀，进行火灾时的重点排烟；

（3）所述盾构隧道的上层车道、下层车道纵向全程设有相互独立的土建排烟风道，且沿隧道纵向分成三段；三段的土建排烟风道面积不相等，当盾构A段或盾构C段发生火灾时，选择离火源较近的射流风机进行单端排烟；当盾构B段发生火灾时，盾构隧道两端的射流风机同时进行排烟。

本发明的有益效果为：

本发明的水下单管上下层隧道通风方法简单, 在常规纵向通风+重点排烟通风方式的基础上，通过射流风机分三段布置、射流风机位置与土建排烟风道位置相互错开的方法，既保证了通风和排烟的功能效果，又减少了对盾构断面的尺寸要求，降低了工程实施难度和施工风险，节约了工程建造成本。

附图说明

图1：单管上下层隧道通风系统布置示意图；

图2：单管上下层隧道通风系统火灾工况排烟示意图（火灾位于盾构A段或C段）；

图3：单管上下层隧道通风系统火灾工况排烟示意图（火灾位于盾构B段）；

图4：单管上下层盾构A段、盾构C段横断面示意图（盾构无风机段）；

图5：单管上下层盾构B段横断面示意图（盾构有风机段）。

具体实施方式

图1-5中，1-射流风机，2-排烟风井，3-上层车道，4-土建排烟风道，5-排烟风机和风阀，6-下层车道，7-盾构A段，8-盾构B段，9-盾构C段，10-明挖暗埋段，11-隧道顶结构线，12-隧道底结构线，13-气流方向，14-火灾点，15-盾构隧道。

实施例

一种水下单管上下层市政及公路长大盾构隧道通风系统，包括盾构隧道15，盾构隧道15内部设置有上层车道3、下层车道6，上层车道3、下层车道6的顶部设置有土建排烟风道4，盾构隧道15的两端均设置有与上层车道3、下层车道6的土建排烟风道4均相连的排烟风井2，排烟风井2内设置有排烟风机和风阀5；盾构隧道6的中部沿隧道纵向依次分成盾构A段7、盾构B段8、盾构C段9，盾构A段7、盾构C段9的土建排烟风道4面积相等，盾构B段8的土建排烟风道4面积为盾构A段7的土建排烟风道面积的2/5-3/5，盾构B段8及盾构隧道15两端明挖暗埋段10分别设置射流风机1。

盾构B段8土建排烟风道4的较优面积为盾构A段7土建排烟风道4面积的1/2。

位于盾构B段8的射流风机1位置与土建排烟风道4位置相互错开，但在隧道横断面投影上有重叠。

一种水下双管市政及公路长大盾构隧道的通风方法，包括以下步骤：

（1）对盾构隧道15的上层车道3、下层车道6通过设置射流风机1进行纵向诱导通风；

（2）对上层车道3、下层车道6通过设置在盾构隧道15内的土建排烟风道4，以及与该土建排烟风道4相连的盾构隧道15两端排烟风井2、排烟风机和风阀5，进行火灾时的重点排烟；

（3）盾构隧道15的上层车道3、下层车道6纵向全程设有相互独立的土建排烟风道4，且沿隧道纵向分成三段；三段的土建排烟风道4面积不相等，当盾构A段7或盾构C段9发生火灾时，选择离火源较近的射流风机1进行单端排烟；当盾构B段8发生火灾时，盾构隧道15两端的射流风机1同时进行排烟。

下面通过结合附图，对本发明做进一步描述。

本发明公开了一种水下单管上下层大直径盾构隧道的通风系统及通风方法（详见图1）。主要包括以下步骤：

1）对水下单管盾构隧道的上层车道3及下层车道6，通过设置射流排烟风机1进行纵向诱导通风，通风方向与车行方向一致，正常工况时通过车辆活塞风进行通风换气，阻塞时开启射流风机进行通风换气。

2）对水下单管盾构隧道的上层车道3及下层车道6，通过设置在盾构隧道15内的土建排烟风道4，以及与该土建排烟风道4相连的隧道两端排烟风井2、排烟风机和风阀5等组件，进行火灾时的重点排烟。

3）盾构段的上层车道3及下层车道6纵向全程设有相互独立的排烟风道4，且沿隧道纵向分成三段（盾构A段7、盾构B段8、盾构C段9）。当盾构A段7或盾构C段9发生火灾时，选择离火源较近的射流排烟风机1进行单端排烟（详见图2）；当盾构B段8发生火灾时，隧道两端的射流排烟风机1同时进行排烟（详见图3）。所以，三段的土建风道面积4按不相等进行设计，盾构A段7和盾构C段9按所需的正常排烟风道面积S进行设计（详见图4），盾构B段8排烟风道面积按约S/2进行设计。

4）关于射流排烟风机1设置位置的选择，为了减少盾构断面，射流风机1分三段布置，布置位置对应于盾构B段8（详见图5）和隧道两端明挖暗埋段10。其中位于盾构B段8的射流风机1位置与土建排烟烟道4位置相互错开，但射流风机1位置与盾构A段7或盾构C段9的土建排烟风道4位置在隧道横断面投影上有重叠。为了降低射流风机1对疏散人群的影响，对于盾构段下层车道6的射流风机1，可不按隧道中心线对称布置，而是尽量远离疏散通道侧。

在盾构B段8及盾构隧道15两端明挖段10分别设置射流风机1，在盾构A段7和盾构C9段不设置射流风机1。由于射流风机1的设置位置均与正常尺寸的土建排烟风道4设置位置相互错开，减少了对盾构断面的尺寸要求，可达到减小盾构直径的目地，降低了工程实施难度和施工风险，节约了工程建造成本。

单管上下层水下长大盾构隧道通风在形式和细节上对本发明进行的局部改变，并不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

以上对本发明的1个实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。