一种横断面为矩形的隧道结构的制作方法

本申请涉及隧道通风排烟技术领域，具体地，涉及一种横断面为矩形的隧道结构。

背景技术：

现有超长水下隧道具有距离长、断面大、火灾危险性高等特点，给隧道通风排烟系统的设置带了极大困难。超长水下隧道的通风排烟系统通常采用重点排烟方式。隧道横断面一般采用两孔一管廊的结构，两侧孔为车行隧洞，中间管廊从上至下分为四层，依次为排烟风道、电缆通道、安全通道和机电设备空间、以及管道布置空间。同时，重点排烟系统应考虑各专业设备洞室及管线预留预埋、人员疏散通道在横断面中的布置。隧道横断面结构的合理性直接影响重点排烟系统的排烟效果。

现有隧道在车行隧洞的顶部通过二次砌筑方式形成混凝土排烟风道，由于浇筑混凝土排烟风道需要抬高隧道顶板的高度，导致施工难度大和增大土建成本；同时，管廊内的电缆通道也采用混凝土结构形成，电缆通道的安装检修高度要求不小于1.8m，同样需要增加隧道高度，导致加大隧道建设成本的问题。

综上所述，现有隧道具有施工难度大和建设成本高的问题。

技术实现要素：

本申请实施例中提供了一种横断面为矩形的隧道结构，该隧道结构能够降低施工难度和建设成本，并能提高排烟效率。

本申请实施例提供了一种横断面为矩形的隧道结构，该隧道结构包括车行隧洞、管廊、隧道机房、排烟风井以及隧道排烟系统；所述管廊包括顶部的排烟风道和邻接于所述排烟风道底部的电缆通道；在所述电缆通道的底部安装有可拆卸的防火板；

所述隧道排烟系统包括多个横向排烟管、与所述横向排烟管一一对应的排烟效率提升装置、风井端排烟装置以及控制装置；

多个所述横向排烟管沿所述车行隧洞的长度方向间隔地安装于所述车行隧洞的顶部；所述横向排烟管沿所述车行隧洞的宽度方向设置，一端封闭、且另一端设有与所述排烟风道连通的出烟口，并在底部设置有多个进烟口；

所述排烟效率提升装置安装于所述排烟风道内，并与对应的出烟口连通；

所述风井端排烟装置固定安装于连通所述排烟风井与所述排烟风道的所述隧道机房内；

所述控制装置控制所述排烟效率提升装置和所述风井端排烟装置的启闭。

优选地，所述电缆通道与所述排烟风道之间通过混凝土板隔开；

在所述混凝土板的底部通过吊杆吊装有轻钢龙骨吊架，并且所述轻钢龙骨吊架的两侧固定安装于所述车行隧洞和所述管廊之间的隔墙上；

所述防火板卡接于所述轻钢龙骨吊架上。

优选地，所述横向排烟管等间隔地吊装于所述车行隧洞的顶部，并且相邻的两个所述横向排烟管之间的间距为10m～150m；

所述横向排烟管为金属圆形风管，在所述横向排烟管底部设置有与所述车行隧洞中每条车道一一对应的排烟口。

优选地，在所述排烟风道与所述车行隧洞之间的隔墙上设置有与所述横向排烟管一一对应的通孔，在每个所述通孔内安装有一个常闭型电动排烟阀，所述常闭型电动排烟阀用于控制所述横向排烟管与所述排烟风道之间的通断；

所述常闭型电动排烟阀与所述排烟效率提升装置串联连接，所述控制装置对所述常闭型电动排烟阀与所述排烟效率提升装置进行联锁控制；

所述横向排烟管朝向所述排烟风道的一端密封安装于所述隔墙上。

优选地，所述排烟效率提升装置通过减振支架和紧固件固定安装于所述排烟风道内的钢筋混凝土底座上，包括机壳、叶轮以及电机；

所述叶轮能够转动地安装于所述机壳内；

所述电机与所述叶轮传动连接，用于驱动所述叶轮转动；

所述机壳的一端固定安装于所述隔墙上，并与所述通孔相对。

优选地，所述风井端排烟装置包括用于将所述排烟风道内的烟气输送到所述排烟风井的隧道排烟风机。

优选地，还包括固定安装于所述车行隧洞顶部的多个火灾探测装置；

所述火灾探测装置与所述控制装置信号连接，用于将检测到的火灾信号和火灾发生的位置信息发送到所述控制装置；

所述控制装置根据接收的火灾信号和位置信息控制对应位置的排烟效率提升装置开启，同时控制所述风井端排烟装置开启。

优选地，所述管廊的底部为水沟，在所述水沟的顶部盖设有混凝土盖板；

在所述防火板与所述混凝土盖板之间围成安全通道；

在所述安全通道内的所述隔墙上设置有凹入的机电设备洞室；

所述控制装置安装于所述机电设备洞室内。

优选地，在所述水沟内铺设有沿所述隧道长度方向延伸的消火栓管；

在所述隔墙朝向所述车行隧洞的一侧安装有多个消防栓箱；沿所述车行隧洞的长度方向，相邻所述消防栓箱之间的间距为40m～50m；

所述消防栓箱与所述消火栓管连通。

优选地，在所述水沟内铺设有沿所述隧道长度方向延伸的水喷雾管和消防泡沫管；

在所述隔墙朝向所述车行隧洞的一侧固定安装有泡沫水喷雾喷头和泡沫水喷雾箱；

所述泡沫水喷雾箱与所述泡沫水喷雾喷头、所述水喷雾管以及所述消防泡沫管均连通。

优选地，沿所述车行隧洞的长度方向，相邻的所述泡沫水喷雾喷头之间的间距为10m～14m，相邻的所述泡沫水喷雾箱之间的间距为40m～50m。

优选地，还包括安装于所述车行隧洞内的风速风向检测器(风速风向仪)、co/vi检测器、摄像机、车道指示器和可变情报板，所述风速风向检测器(风速风向仪)、所述co/vi检测器、所述摄像机、所述车道指示器和所述可变情报板均与控制装置信号连接。

优选地，所述电缆通道的高度为900mm～1000mm。

优选地，所述防火板的宽度为1.8m～6m、且长度为1m～3m。

采用本申请实施例中提供的横断面为矩形的隧道结构，具有以下有益效果：

上述隧道结构的横断面为矩形，在车行隧洞顶部安装有横向排烟管，并在横向排烟管的一端设置有一一对应的排烟效率提升装置，取消了现有技术中通过二次砌筑方式形成于车行隧洞顶部的混凝土排烟风道，横向排烟管具有安装容易且施工成本低的特点，通过排烟效率提升装置能够提高横向排烟管内烟气的流动速度，从而提高排烟效率；同时，在电缆通道的底部采用可拆卸的防火板代替现有技术中的混凝土结构，防火板可以根据实际需要进行拆装，在对电缆通道内的设备进行检修时可以将对应位置的防火板拆除，从而扩大检修空间，防火板还能进行防火分隔，解决了现有电缆通道存在的检修空间不足和防火分割的难题。因此，采用上述隧道结构能够在降低施工难度、大幅减少建设成本的同时还能提高排烟效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的隧道结构的一个横断面结构示意图；

图2为本申请实施例提供的隧道结构的另一个横断面结构示意图；

图3为图1中提供的隧道结构的电缆通道的局部放大结构示意图；

图4为图1中提供的隧道结构的管廊部分的局部放大结构示意图。

附图标记：

1-车行隧洞；2-管廊；3-隔墙；4-横向排烟管；5-排烟效率提升装置；6-常闭型电动排烟阀；7-消火栓管；8-消防栓箱；9-水喷雾管；10-消防泡沫管；11-泡沫水喷雾喷头；12-泡沫水喷雾箱；13-车道指示器；14-可变情报板；15-摄像机；16-控制箱；21-排烟风道；22-电缆通道；23-防火板；24-混凝土板；25-轻钢龙骨吊架；26-水沟；27-混凝土盖板；28-安全通道；41-进烟口。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本申请实施例提供了一种横断面为矩形的隧道结构，图1和图2结构所示的为隧道结构的不同的横断面，上述隧道结构包括车行隧洞1、管廊2、隔墙3、隧道机房(图中未示出)、排烟风井(图中未示出)以及隧道排烟系统；如图1和图2结构所示，隧道结构包括两侧的车行隧洞1，在两个车行隧洞1之间夹设有一个管廊2，车行隧洞1与管廊2之间通过隔墙3分隔开，每个车行隧洞1中可以设置有并排的两条车道、三条车道或多条车道；如图3和图4结构所示，管廊2包括顶部的排烟风道21和邻接于排烟风道21底部的电缆通道22，管廊2还可以包括设置于电缆通道22下侧的安全通道28以及水沟26，水沟26位于管廊2的最底部；电缆通道22的高度可以为900mm～1000mm，如：900mm、930mm、950mm、960mm、980mm、1000mm；在电缆通道22的底部安装有可拆卸的防火板23；防火板23的宽度可以为1.8m～6m，如：1.8m、2m、2.5m、3m、3.5m、4m、4.5m、5m、5.5m、6m，长度可以为1m～3m，如：1m、1.5m、2m、2.5m、3m；电缆通道22与排烟风道21之间通过混凝土板24间隔开；电缆通道22与安全通道28之间通过防火板23隔开；隧道排烟系统包括多个横向排烟管4、与横向排烟管4一一对应的排烟效率提升装置5、风井端排烟装置以及控制装置(图中未示出)；多个横向排烟管4沿车行隧洞1的长度方向间隔地安装于车行隧洞1的顶部；横向排烟管4的设置位置和设置数量可以根据实际需要进行确定，以满足设计指标要求为准；横向排烟管4沿车行隧洞1的宽度方向设置，一端封闭、且另一端设有与排烟风道21连通的出烟口，并在底部设置有多个进烟口41；横向排烟管4的长度可以与车行隧洞1的宽度相等或略短于车行隧洞1的宽度，通过设置于底部的进烟口41从车行隧洞1中吸入烟气，并通过另一端排出到管廊2顶部的排烟风道21中；排烟效率提升装置5安装于排烟风道21内，并与对应的出烟口连通，用于将车行隧洞1中的烟气通过横向排烟管4吸入排烟风道21；排烟效率提升装置5为烟气进入横向排烟管4和排烟风道21提供动力，加速烟气的流动；风井端排烟装置固定安装于连通排烟风井与排烟风道21的隧道机房内；风井端排烟装置与排烟风道21连通，用于将排烟风道21中的烟气排出到大气中；风井端排烟装置可以设置在隧道的两端部和/或中间部分，风井端排烟装置的设置位置和设置数量可以根据实际需要进行设置，以满足设计指标要求为准，通过风井端排烟装置将通过横向排烟管4进入排烟风道21中的烟气排出车行隧洞1，从而降低车行隧洞1内的烟气浓度，提高车行隧洞1内人的生命安全；控制装置控制排烟效率提升装置5和风井端排烟装置的启闭；控制装置可以包括与排烟效率提升装置5和风井端排烟装置分别对应的控制柜，控制柜可以直接设置在隧道外部，也可以设置在安全通道28内隔墙3上的机电设备洞室中(图中未示出)，从而控制隧道排烟系统的启闭，还可以通过智能设备实现隧道排烟系统的自动启闭。

上述隧道结构在车行隧洞1顶部安装有横向排烟管4，并在横向排烟管4的一端设置有一一对应的排烟效率提升装置5，取消了现有技术中通过二次砌筑方式形成于车行隧洞1顶部的混凝土排烟风道21，横向排烟管4具有安装容易且施工成本低的特点；由于横向排烟管4横向设置于车行隧洞1的顶部，使得横向排烟管4能够覆盖各条车道，通过设置在横向排烟管4底部的多个进烟口41对各条车道上产生的烟气进行卷吸，在排烟效率提升装置5的作用下，能够为烟气通过横向排烟管4进入排烟风道21提供动力，使得车行隧洞1中的烟气能够加速进入排烟风道21中，在加大排烟量的同时也提高了烟气的排出速度，从而提高排烟效率；同时，在电缆通道22的底部采用可拆卸的防火板23代替现有技术中的混凝土结构，防火板23可以根据实际需要进行拆装，在对电缆通道22内的设备进行检修时可以将对应位置的防火板23拆除，从而扩大检修空间，能够降低电缆通道22的高度，防火板23还能进行防火分隔，解决了现有电缆通道22存在的检修空间不足和防火分割的难题。因此，采用上述隧道结构能够在降低施工难度、大幅减少建设成本的同时还能提高排烟效率。

一种具体的实施方式中，如图3和图4结构所示，电缆通道22与排烟风道21之间通过混凝土板24隔开；混凝土板24可以与隔墙3为一体结构，即，混凝土板24与隔墙3一起浇筑成型；在混凝土板24的底部通过吊杆吊装有轻钢龙骨吊架25，并且轻钢龙骨吊架25的两侧固定安装于车行隧洞1和管廊2之间的隔墙3上；在隔墙3上可以固定安装有相对的收边角，轻钢龙骨吊架25的两侧可以固定安装在收边角上，从而将轻钢龙骨吊架25固定安装在隔墙3上；防火板23卡接于轻钢龙骨吊架25上。防火板23可以搭接在由轻钢龙骨吊架25形成的支架上。

由于防火板23安装于轻钢龙骨吊架25上，在实现将电缆通道22与安全通道28隔开的作用下，还有利于防火，防止因火灾而损害电缆通道22。

为了保证整个车行隧洞1内部各处均具有相同的排烟效果，横向排烟管4等间隔地吊装于车行隧洞1的顶部，并且相邻的两个横向排烟管4之间的间距为10m～150m，如：10m、20m、30m、40m、50m、60m、70m、80m、90m、100m、110m、120m、130m、140m、150m；横向排烟管4为金属圆形风管，在横向排烟管4底部设置有与车行隧洞1中每条车道一一对应的排烟口。在实际生产、制造过程中，横向排烟管4可以为金属圆形风管，也可以为矩形风管，并通过固定吊架安装于车行隧洞1的顶部；如图1和图2结构所示，在车行隧洞1中设置有三条车道，在每条车道的顶部均设置有一个进烟口41，通过进烟口41能够使车行隧洞1内的烟气进入横向排烟管4，最终通过排烟风道21和抽烟风井排出隧道。

如图1和图4结构所示，在排烟风道21与车行隧洞1之间的隔墙3上设置有与横向排烟管4一一对应的通孔(图中未示出)，通孔用于连通横向排烟管4和排烟效率提升装置5；在每个通孔内安装有一个常闭型电动排烟阀6，常闭型电动排烟阀6用于控制横向排烟管4与排烟风道21之间的通断；常闭型电动排烟阀6与排烟效率提升装置5串联连接，控制装置对常闭型电动排烟阀6与排烟效率提升装置5进行联锁控制；横向排烟管4朝向排烟风道21的一端密封安装于隔墙3上，并在横向排烟管4与隔墙3之间可以设置有耐火矿棉和防火密封胶。为了方便控制常闭型电动排烟阀6和排烟效率提升装置5，在中间管廊2的侧壁上，即，在隔墙3上可以安装有常闭型电动排烟阀控制箱(图中未示出)和排烟效率提升装置控制箱(图中未示出)，控制线缆通过预留在隔墙3内的套管接线至常闭型电动排烟阀6和排烟效率提升装置5。隔墙3内的预埋套管(图中未示出)用钢丝捆绑在钢筋上，与隔墙3一起浇筑制成。

常闭型电动排烟阀6在平时为常闭状态，火灾时开启，即，在平时横向排烟管4与排烟风道21之间被常闭型电动排烟阀6切断；当隧道内发生火灾时，可以通过控制装置控制发生火灾附近的常闭型电动排烟阀6打开，此时，横向排烟管4与排烟风道21之间连通；通过排烟效率提升装置5能够为烟气提供动力，从而使车行隧洞1内的烟气通过横向排烟管4、常闭型电动排烟阀6和排烟效率提升装置5进入排烟风道21内，再经过风井端排烟装置排出到隧道外侧。通过增设常闭型电动排烟阀6，能够控制横向排烟管4与排烟风道21的通断，使得进入排烟风道21的烟气不会再进入其它的横向排烟管4而再流回隧道内，同时使附近具有烟气的常闭型电动排烟阀6打开，提高风井端排烟装置的排烟效率，也能避免因烟气进入隧道的其它部分而发生安全隐患。

具体地，排烟效率提升装置5通过减振支架和紧固件固定安装于排烟风道21内的钢筋混凝土底座(图中未示出)上，包括机壳(图中未示出)、叶轮(图中未示出)以及电机(图中未示出)；叶轮能够转动地安装于机壳内；电机与叶轮传动连接，用于驱动叶轮转动；机壳的一端固定安装于隔墙3上，并与通孔相对。

排烟效率提升装置5在开启时，电机转动，并带动叶轮转动，通过叶轮转动推动烟气从横向排烟管4进入排烟风道21内，加速了横向排烟管4中烟气的流动速度。排烟效率提升装置5设置在排烟风道21内，与常闭型电动排烟阀6的位置和数量一致，并串联形成一一对应联锁控制关系。排烟效率提升装置5采用落地安装，基础设置在土建排烟风道21板上，基础采用钢筋混凝土结构，提升装置通过减振架、紧固件及必要的连接板与基础连接。

更进一步地，风井端排烟装置包括用于将排烟风道21内的烟气输送到排烟风井的隧道排烟风机。设置于隧道机房内的隧道排烟风机可以为单向定速风机，耐高温280℃·1h；根据排烟量的大小，在每个隧道机房内可设置有至少两个隧道排烟风机，至少两个隧道排烟风机并联运作或相互备用，在平时关闭，火灾时工频启动，根据着火点位置确定开启模式，迅速排除烟气。通过设置在隧道机房内的隧道排烟风机能够为排烟风道21中的烟气提供动力，在排烟效率提升装置5的作用下进一步加快隧道内烟气的排烟效率。

为了及时发现车行隧洞1内的火灾，上述隧道结构还包括固定安装于车行隧洞1顶部的多个火灾探测装置；火灾探测装置(图中未示出)可以为火焰探测器、感烟探测器等火灾探测器，用于对隧道内的环境进行探查，从而发现火灾；火灾探测装置与控制装置信号连接，用于将检测到的火灾信号和火灾发生的位置信息发送到控制装置；控制装置根据接收的火灾信号和位置信息控制对应位置的排烟效率提升装置5开启，同时控制风井端排烟装置开启。

通过火灾探测装置能够探测车行隧洞1内的火情，并将检测到的火灾信号发送给控制装置，通过控制装置控制排烟效率提升装置5、风井端排烟装置以及对应的阀门开启，从而对火灾产生的烟气进行排放到隧道外侧，以防止隧道内的人员因吸入过多烟气而窒息，从而保护隧道内的人员，并为隧道内的人员逃生提供保障。

如图1和图4结构所示，管廊2的底部为水沟26，在水沟26的顶部盖设有混凝土盖板27；在防火板23与混凝土盖板27之间围成安全通道28；在安全通道28内的隔墙3上设置有凹入的机电设备洞室，控制装置安装于机电设备洞室内，控制装置可以包括一个或多个控制箱16，通过控制箱16可以直接对排烟效率提升装置5、常闭型电动排烟阀6、隧道排烟风机等电子设备进行开启和关闭。

为了能够在隧道内起火时及时进行灭火，如图1和图4结构所示，在水沟26内铺设有沿隧道长度方向延伸的消火栓管7；在隔墙3朝向车行隧洞1的一侧安装有多个消防栓箱8；沿车行隧洞1的长度方向，相邻消防栓箱8之间的间距为40m～50m，如：40m、42m、43m、45m、46m、48m、50m；消防栓箱8与消火栓管7连通。

同时，为了进一步提高灭火速度，在水沟26内还铺设有沿隧道长度方向延伸的水喷雾管9和消防泡沫管10；在隔墙3朝向车行隧洞1的一侧固定安装有泡沫水喷雾喷头11和泡沫水喷雾箱12；泡沫水喷雾箱12与泡沫水喷雾喷头11、水喷雾管9以及消防泡沫管10均连通。沿车行隧洞的长度方向，相邻的泡沫水喷雾喷头11之间的间距可以为10m～14m，如：10m、11m、12m、13m、14m；相邻的泡沫水喷雾箱12之间的间距为40m～50m，如：40m、42m、43m、45m、46m、48m、50m。

如图2结构所示，在隧道内还安装有车行隧洞1内的风速风向检测器(图中未示出)、co/vi检测器(一氧化碳和能见度检测器)、摄像机15、车道指示器13和可变情报板14，风速风向检测器(风速风向仪)、co/vi检测器、摄像机15、车道指示器13和可变情报板14均与控制装置信号连接。风速风向检测器可以采用风速风向仪来检测隧道内的风速和风向；co/vi检测器为隧道中控提供隧道内一氧化碳和能见度检测值，作为通风和营运的基本依据。通过摄像机15可以对隧道内的情况进行监控，摄像机15还可以包括车牌识别摄像机。如图2结构所示，在车行隧洞的顶部还可以设置有车道指示器13和可变情报板14，通过车道指示器13可以对驾乘人员进行提示，并且通过可变情报板14可以显示路况、温度等各种信息，以提示驾乘人员注意。车道指示器13可以为红绿灯等指示灯。可变情报板14可以为电子显示屏。

摄像机15、车道指示器13、可变情报板14、监控系统的电缆由电缆通道接线盒处并排引出，通过预留在隔墙3内的套管接线至车行隧洞1内侧的区域控制柜处，再从控制柜处沿隔墙3内预埋套管向上敷设至隧道顶部，预埋套管用钢丝捆绑在隔墙3的钢筋上，与隔墙3一起浇筑。在末端点位处设置接线盒用于从主缆引出支线。电缆向上敷设时需避开横向排烟管4和排烟效率提升装置5。风速风向检测器、co/vi检测器的电缆从电缆通道接线盒处并排引出，通过预留在隔墙3内的套管接线至隔墙检测器处，预埋套管用钢丝捆绑在隔墙3的钢筋上，与隔墙3一起浇筑。检测器位于横向排烟管4和排烟效率提升装置5的下部。

为了向隧道内部提供照明，车行隧洞1内部还可以设置有照明用的灯具，与灯具连接的照明电缆由电缆通道接线盒处引出，通过预留在隔墙3内的套管接线至车行隧洞1内侧的照明控制柜(图中未示出)处，再从照明控制柜处沿隔墙3内预埋管向上敷设至车行隧洞1的顶部，预埋套管用钢丝捆绑在隔墙3的钢筋上，与隔墙3一起浇筑；在灯具接线处设置接线盒用于从主缆引出支线；电缆向上敷设时需避开横向排烟管4和排烟效率提升装置5。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。