阅读说明：本技术 一种双洞单向长大水下公路隧道通风系统及其通风方法 (Double-hole one-way long and large underwater highway tunnel ventilation system and ventilation method thereof ) 是由 陈慧 车轮飞 肖明清 蔡崇庆 陈玉远 孙文昊 刘俊 姜学鹏 甘甜 刘健 冯腾 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种双洞单向长大水下公路隧道通风系统,包括设置于两条主线隧道之间的导洞隧道或服务隧道,主线隧道在水域两岸处分别设有与两条主线隧道相连通第一岸边通风井、第二岸边通风井；第一岸边通风井设有与地面大气连通的第一送风井、第一排风井；第二岸边通风井设有与地面大气连通的第二送风井、第二排风井；主线隧道断面设有行车道,行车道顶部空间为排烟道,行车道顶部悬挂有多处射流风机,主线隧道与服务隧道或导洞隧道之间设有水域送风机房,第一送风井、第二送风井、水域送风机房内设有送风机,送风阀；排烟道与主线隧道之间设有水域排风阀；还公开对应通风方法；具有通风效果好、运营安全、费用低、土建结构利用高效的优点。(The invention discloses a ventilation system for a double-hole one-way long and large underwater highway tunnel, which comprises a pilot tunnel or a service tunnel arranged between two main line tunnels, wherein the main line tunnels are respectively provided with a first bank ventilation shaft and a second bank ventilation shaft which are communicated with the two main line tunnels at the two banks of a water area; the first bank ventilation shaft is provided with a first air supply shaft and a first air exhaust shaft which are communicated with the ground atmosphere; the second shore ventilation shaft is provided with a second air supply shaft and a second air exhaust shaft which are communicated with the ground atmosphere; a traffic lane is arranged on the section of the main line tunnel, the top space of the traffic lane is a discharge flue, a plurality of jet fans are hung on the top of the traffic lane, a water area fan feeding room is arranged between the main line tunnel and the service tunnel or the pilot tunnel, and fans and air feeding valves are arranged in the first air feeding well, the second air feeding well and the water area fan feeding room; a water area exhaust valve is arranged between the exhaust flue and the main line tunnel; corresponding ventilation methods are also disclosed; the system has the advantages of good ventilation effect, safe operation, low cost and high utilization efficiency of civil engineering structures.)

一种双洞单向长大水下公路隧道通风系统及其通风方法

技术领域

本专利涉公路隧道通风领域，具体涉及一种双洞单向长大水下公路隧道通风技术与方法。

背景技术

目前，我国已经成为世界上隧道工程数量最多、最复杂、发展最快的国家。公路隧道的建设为经济发展、人民生产生活带来便利的同时，也对隧道安全绿色运营也提出了更高的要求。车辆在隧道内通行时，会排放大量的一氧化碳、氮氧化物等尾气，同时会释放余热，并带来一定的粉尘污染，对于封闭区段长、交通流量大的长大隧道来说必须采用机械通风措施来保障隧道内环境的洁净度，使之满足人员工作、车辆运行的卫生和安全要求。隧道通风是隧道总体设计重要组成部分，对机电系统设备和土建初投资、后期运营费用有重大影响。

现阶段，综合考虑初投资和运营费用，长度超过5km的公路隧道普遍采用如图1所示的竖井分段式纵向通风方式，即：设置通风竖井，将整个隧道划分为多个区段，分段进行送排风。

在水下公路隧道领域，受制于江河湖海等水域地理环境的限制，既有竖井分段式纵向通风方式在应用时存在四大制约性难题：

1)隧道内需风量与隧道长度成正相关，根据《公路隧道通风设计细则》规定隧道内最大设计风速不宜大于8.0m/s”，因此单个通风区段长度存在一定限制。

2)运营能耗高。随着通风区段的加长，需风量不断增加，通风设备装机功率也随之增加，运营能耗也将大幅度上升。

3)水域竖井施工难度大、投资高。部分工程由于竖井分段的限制，对于超长水下隧道需间隔一定公里数在水域设置人工岛，再设置通风竖井，存在施工难度大、施工风险高、土建投资高的问题。

4)水域竖井使用和审批困难。水域竖井的设置会对水域生态环境造成较大影响，同时存在影响通航的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明目的在于提供一种结构简单、安全可靠的的长大水下公路隧道通风技术与方法。

本发明采用的技术方案是：一种双洞单向长大水下公路隧道通风系统，包括设置于两条主线隧道之间的导洞隧道，导洞隧道两端埋入岸边且其出、入口与大气相通，两条主线隧道在水域两岸处分别设有第一岸边通风井、第二岸边通风井，第一岸边通风井、第二岸边通风井均与两条主线隧道相连通；

第一岸边通风井设有与地面大气连通的第一送风井、第一排风井；

第二岸边通风井设有与地面大气连通的第二送风井、第二排风井；

主线隧道断面设有行车道，行车道顶部空间为排烟道，行车道顶部悬挂有多处射流风机，排烟道两端分别与第一排风井、第二排风井连接；

主线隧道与服务隧道或导洞隧道之间设有水域送风机房，第一送风井、第二送风井、水域送风机房内设有送风机，送风阀；排烟道与主线隧道之间设有水域排风阀。

进一步的，所述导洞隧道与两条主线隧道平行布置。

进一步的，根据主线隧道通风分段需求，水域送风机房、水域排风阀可一处或多处设置。

进一步的，还涉及一种双洞单向长大水下公路隧道通风系统的通风方法，该方法首先利用射流风机诱导作用从行车入口向主线隧道送入新鲜空气，然后开启水域排风阀沿着排烟道通过第二排风井(第一排风井)内排风机排出废气；

再通过水域送风机房内送风机从服务隧道或导洞隧道取风，向主线隧道送入新鲜空气，然后开启陆域排风装置通过第二排风井(第一排风井) 内排风机排出废气，

然后利用第二送风井(第一送风井)内送风机从室外大气取风向主线隧道送入新鲜空气，最后利用射流风机诱导作用从行车出口排出剩余废气；

根据隧道穿越水域长度，以隧道断面风速作为控制因素，水域送风机房、水域排风阀可设置一个或多个。

进一步的，所述水域送风机房与主线隧道之间设有局部送风道。

进一步的，所述第一排风井、第二排风井内设有排风机。

进一步的，所述陆域排风装置为陆域排风阀。

本发明的有益效果和特点是：

(1)本发明的双洞单向长大水下公路隧道通风方法；取消水域段通风竖井，具有通风效果好、运营安全可靠、运营费用低、土建结构利用高效的优点，为解决特长公路水下隧道通风难题提供了有效技术手段；将水域段作为一个大的通风区段，除利用车行道做为通风道外，还利用服务隧道或导洞隧道、排烟道做为辅助通风道，对车行道进行补充送排风。

(2)本发明中仅需在岸边设置连通大气的岸边竖井，水域段利用服务隧道或导洞隧道、排烟道辅助送排风，在不设置水域段通风竖井的前提下，保证了超长隧道通风分段送排风效果，避免了单个通风区段过长、隧道断面通风风速过高、运营能耗高问题的出现；

(3)水域段利用既有服务隧道或导洞隧道作为辅助送风，送风清洁有效，土建造价低；

(4)水域段利用既有排烟道辅助排风，接入岸边通风井内排风机、排风井，可有效排出水域段污染废气，保证了隧道内空气的洁净度和能见度，为司乘人员呼吸安全和视野清晰度提供了有力保障；

(5)本发明具有施工便捷、结构简单的优点，无需设置水域段通风竖井，可有效避免设置人工岛，节省了土建工程造价，降低了施工风险，减少了对水域生态环境、通航的影响，为长大公路隧道长距离穿越水域提供新的通风技术理念。

附图说明

图1为现有技术中竖井分段纵向通风方式原理图；

图2为本发明较佳实施例的双洞单向长大水下公路隧道的通风技术及方法示意图(两条主线隧道设备和结构的布局方式呈中心对称)；

图3为本发明较佳实施例的A-A横断面图；

图4为本发明较佳实施例的B-B横断面图；

图5为本发明较佳实施例的C-C横断面图；

图6为本发明较佳实施例的D-D横断面图；

图中：1-主线隧道、101-行车入口、102-行车出口、103-行车道、104- 排烟道、105-局部送风道、2-服务隧道或导洞隧道、201-洞口、3-第一岸边通风井、301-第一送风井、302-第一排风井、4-第二岸边通风井、401- 第二送风井、402-第二排风井、5-水域送风机房、51-水域送风机、52-水域送风阀、6-射流风机、7-送风机、8-排风机、9-送风阀、10-水域排风阀、11-陆域排风阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参考图2～图4，本发明涉及一种双洞单向长大水下公路隧道通风系统，包括设置于两条主线隧道之间的导洞隧道或服务隧道2，导洞隧道或服务隧道2的直径优选为主线隧道的1/3～2/3，导洞隧道或服务隧道2两端埋入岸边且其出、入口与大气相通，两条主线隧道在水域两岸处分别设有第一岸边通风井3、第二岸边通风井4，第一岸边通风井3、第二岸边通风井 4均与两条主线隧道相连通；第一岸边通风井3设有与地面大气连通的第一送风井301、第一排风井302；第二岸边通风井4设有与地面大气连通的第二送风井401、第二排风井402；第一送风井301、第一排风井302、第二送风井401、第二排风井402在布置上均优选为与主线隧道垂直布置。

主线隧道1断面设有行车道103，行车道103顶部空间为排烟道104，行车道103顶部悬挂有多处射流风机6及利用主线隧道1上部空间做成的排烟道104，两端分别与第一排风井302、第二排风井402连接；，所述水域送风机房5与主线隧道1之间设有呈L型结构布局的局部送风道105，作为优选的设计，局部送风道105在结构上可设计为排烟道104的一部分(如图4)。

主线隧道1与导洞隧道或服务隧道2之间设有水域送风机房5，第一送风井301、第二送风井401内设有送风机7及送风阀9；水域送风机房5内设有水域送风机51及水域送风阀52；排烟道104与主线隧道1之间设有水域排风阀10，排风机8与主线隧道1之间设有陆域排风阀11。

作为优选的方案，所述导洞隧道2与两条主线隧道1平行布置。

作为优选的方案，根据主线隧道1通风分段需求，水域送风机房5、水域排风阀10可一处或多处设置。

请参考图2～图6，该双洞单向长大水下公路隧道通风系统的通风方法，首先利用射流风机6诱导作用从行车入口101向主线隧道1送入新鲜空气，然后开启水域排风阀10沿着排烟道104通过第二排风井402(或第一排风井302)内排风机8排出废气；

再通过水域送风机房5内送风机从服务隧道或导洞隧道2取风，向主线隧道1送入新鲜空气，然后开启陆域排风装置11通过第二排风井402(或第一排风井302)内排风机排出废气，

然后利用第二送风井401(或第一送风井301)内送风机从室外大气取风向主线隧道1送入新鲜空气，最后利用射流风机6诱导作用从行车出口 102排出剩余废气；

根据隧道穿越水域长度，以隧道断面风速作为控制因素，水域送风机房、水域排风阀可设置一个或多个。

作为优选的方案，为增强排风能力，所述第一排风井302、第二排风井 402内设有排风机8。

还涉及一种通用型双洞单向长大水下公路隧道通风方法，利用岸边通风井满足长距离穿越水域的长大公路隧道分段通风需求，通过岸边竖井将主线隧道划分为长度长的水域通风区段和长度短的陆域通风区段，其中水域段为一个大的通风区段，除利用行车道做为通风道外，还利用排烟道、服务隧道或导洞隧道做为辅助通风道，通过排烟道进行补充排风、服务隧道或导洞隧道补充送风，取消水域竖井的设置。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的结构关系及原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。