本發(fā)明屬于市政及公路隧道技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水下單管上下層市政及公路長大盾構(gòu)隧道通風系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

水下隧道通風模式的選擇，與隧道長度、交通流量、行車方式、洞口環(huán)保要求、隧道施工方法等多種因素有關(guān)。目前常用的隧道通風方式有全橫向、半橫向、縱向通風方式和縱向通風+重點排煙。

全橫向和半橫向通風方式需設置專用風道和風機房，土建費用投資大，后期通風運營費用高，火災時能夠有效保持煙氣分層，但由于其提供的氣流為橫向，與隧道中煙氣蔓延方向垂直，無法有效控制煙氣在沿隧道縱向蔓延。

縱向通風方式能充分發(fā)揮汽車的交通升壓力（活塞風），具有良好的對上游煙氣控制效果，對正常單向交通而言具有良好的煙氣控制效果。但在交通阻塞及雙向行車工況下，火源的上下游均有需要疏散的人員和車輛，縱向風流將火災煙氣充滿火源下游整個隧道區(qū)域，對下游的人員逃生和消防撲救帶來很大的威脅，因而縱向排煙系統(tǒng)并不能保證火源下風方向司乘人員的安全。

縱向通風+重點排煙方式，在隧道上方設置土建排煙風道，平時進行縱向通風，可以充分發(fā)揮汽車的交通升壓力，火災時進行重點排煙，通過開啟火源附近的多個排煙口，就近將煙氣經(jīng)由排煙道排出行車隧道，最大限度降低對隧道內(nèi)人員逃生的影響。

基于此，目前國內(nèi)很多水下單管上下層盾構(gòu)隧道基本都采用了縱向通風+點式集中排煙的方案。射流風機分兩段布置（沿隧道兩端往中部布置），在盾構(gòu)段同時設置土建排煙風道和射流風機，導致盾構(gòu)斷面較大。盾構(gòu)斷面的增大將會帶來工程實施難度、施工風險和工程造價的增大，在一定程度上制約了盾構(gòu)工法在長大水下隧道中的應用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種射流風機分三段布置、射流風機位置與土建排煙風道位置相互錯開的水下單管上下層市政及公路長大盾構(gòu)隧道通風系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種水下單管上下層市政及公路長大盾構(gòu)隧道通風系統(tǒng)，其特征在于，包括盾構(gòu)隧道，所述盾構(gòu)隧道內(nèi)部設置有上層車道、下層車道，所述上層車道、下層車道的頂部設置有土建排煙風道，所述盾構(gòu)隧道的兩端均設置有與上層車道、下層車道的土建排煙風道均相連的排煙風井，所述排煙風井內(nèi)設置有排煙風機和風閥；所述盾構(gòu)隧道的中部沿隧道縱向依次分成盾構(gòu)A段、盾構(gòu)B段、盾構(gòu)C段，所述盾構(gòu)A段、盾構(gòu)C段的土建排煙風道面積相等，所述盾構(gòu)B段土建排煙風道面積為盾構(gòu)A段土建排煙風道面積的2/5-3/5，所述盾構(gòu)B段及盾構(gòu)隧道兩端明挖暗埋段分別設置射流風機。

所述盾構(gòu)B段土建排煙風道的較優(yōu)面積為盾構(gòu)A段土建排煙風道面積的1/2。

位于所述盾構(gòu)B段的射流風機位置與土建排煙風道位置相互錯開，但在隧道橫斷面投影上有重疊。

一種水下雙管市政及公路長大盾構(gòu)隧道的通風方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）對所述盾構(gòu)隧道的上層車道、下層車道通過設置射流風機進行縱向誘導通風；

（2）對所述上層車道、下層車道通過設置在盾構(gòu)隧道內(nèi)的土建排煙風道，以及與該土建排煙風道相連的盾構(gòu)隧道兩端排煙風井、排煙風機、風閥，進行火災時的重點排煙；

（3）所述盾構(gòu)隧道的上層車道、下層車道縱向全程設有相互獨立的土建排煙風道，且沿隧道縱向分成三段；三段的土建排煙風道面積不相等，當盾構(gòu)A段或盾構(gòu)C段發(fā)生火災時，選擇離火源較近的射流風機進行單端排煙；當盾構(gòu)B段發(fā)生火災時，盾構(gòu)隧道兩端的射流風機同時進行排煙。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明的水下單管上下層隧道通風方法簡單, 在常規(guī)縱向通風+重點排煙通風方式的基礎(chǔ)上，通過射流風機分三段布置、射流風機位置與土建排煙風道位置相互錯開的方法，既保證了通風和排煙的功能效果，又減少了對盾構(gòu)斷面的尺寸要求，降低了工程實施難度和施工風險，節(jié)約了工程建造成本。

附圖說明

圖1：單管上下層隧道通風系統(tǒng)布置示意圖；

圖2：單管上下層隧道通風系統(tǒng)火災工況排煙示意圖（火災位于盾構(gòu)A段或C段）；

圖3：單管上下層隧道通風系統(tǒng)火災工況排煙示意圖（火災位于盾構(gòu)B段）；

圖4：單管上下層盾構(gòu)A段、盾構(gòu)C段橫斷面示意圖（盾構(gòu)無風機段）；

圖5：單管上下層盾構(gòu)B段橫斷面示意圖（盾構(gòu)有風機段）。

具體實施方式

圖1-5中，1-射流風機，2-排煙風井，3-上層車道，4-土建排煙風道，5-排煙風機和風閥，6-下層車道，7-盾構(gòu)A段，8-盾構(gòu)B段，9-盾構(gòu)C段，10-明挖暗埋段，11-隧道頂結(jié)構(gòu)線，12-隧道底結(jié)構(gòu)線，13-氣流方向，14-火災點，15-盾構(gòu)隧道。

實施例

一種水下單管上下層市政及公路長大盾構(gòu)隧道通風系統(tǒng)，包括盾構(gòu)隧道15，盾構(gòu)隧道15內(nèi)部設置有上層車道3、下層車道6，上層車道3、下層車道6的頂部設置有土建排煙風道4，盾構(gòu)隧道15的兩端均設置有與上層車道3、下層車道6的土建排煙風道4均相連的排煙風井2，排煙風井2內(nèi)設置有排煙風機和風閥5；盾構(gòu)隧道6的中部沿隧道縱向依次分成盾構(gòu)A段7、盾構(gòu)B段8、盾構(gòu)C段9，盾構(gòu)A段7、盾構(gòu)C段9的土建排煙風道4面積相等，盾構(gòu)B段8的土建排煙風道4面積為盾構(gòu)A段7的土建排煙風道面積的2/5-3/5，盾構(gòu)B段8及盾構(gòu)隧道15兩端明挖暗埋段10分別設置射流風機1。

盾構(gòu)B段8土建排煙風道4的較優(yōu)面積為盾構(gòu)A段7土建排煙風道4面積的1/2。

位于盾構(gòu)B段8的射流風機1位置與土建排煙風道4位置相互錯開，但在隧道橫斷面投影上有重疊。

一種水下雙管市政及公路長大盾構(gòu)隧道的通風方法，包括以下步驟：

（1）對盾構(gòu)隧道15的上層車道3、下層車道6通過設置射流風機1進行縱向誘導通風；

（2）對上層車道3、下層車道6通過設置在盾構(gòu)隧道15內(nèi)的土建排煙風道4，以及與該土建排煙風道4相連的盾構(gòu)隧道15兩端排煙風井2、排煙風機和風閥5，進行火災時的重點排煙；

（3）盾構(gòu)隧道15的上層車道3、下層車道6縱向全程設有相互獨立的土建排煙風道4，且沿隧道縱向分成三段；三段的土建排煙風道4面積不相等，當盾構(gòu)A段7或盾構(gòu)C段9發(fā)生火災時，選擇離火源較近的射流風機1進行單端排煙；當盾構(gòu)B段8發(fā)生火災時，盾構(gòu)隧道15兩端的射流風機1同時進行排煙。

下面通過結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進一步描述。

本發(fā)明公開了一種水下單管上下層大直徑盾構(gòu)隧道的通風系統(tǒng)及通風方法（詳見圖1）。主要包括以下步驟：

1）對水下單管盾構(gòu)隧道的上層車道3及下層車道6，通過設置射流排煙風機1進行縱向誘導通風，通風方向與車行方向一致，正常工況時通過車輛活塞風進行通風換氣，阻塞時開啟射流風機進行通風換氣。

2）對水下單管盾構(gòu)隧道的上層車道3及下層車道6，通過設置在盾構(gòu)隧道15內(nèi)的土建排煙風道4，以及與該土建排煙風道4相連的隧道兩端排煙風井2、排煙風機和風閥5等組件，進行火災時的重點排煙。

3）盾構(gòu)段的上層車道3及下層車道6縱向全程設有相互獨立的排煙風道4，且沿隧道縱向分成三段（盾構(gòu)A段7、盾構(gòu)B段8、盾構(gòu)C段9）。當盾構(gòu)A段7或盾構(gòu)C段9發(fā)生火災時，選擇離火源較近的射流排煙風機1進行單端排煙（詳見圖2）；當盾構(gòu)B段8發(fā)生火災時，隧道兩端的射流排煙風機1同時進行排煙（詳見圖3）。所以，三段的土建風道面積4按不相等進行設計，盾構(gòu)A段7和盾構(gòu)C段9按所需的正常排煙風道面積S進行設計（詳見圖4），盾構(gòu)B段8排煙風道面積按約S/2進行設計。

4）關(guān)于射流排煙風機1設置位置的選擇，為了減少盾構(gòu)斷面，射流風機1分三段布置，布置位置對應于盾構(gòu)B段8（詳見圖5）和隧道兩端明挖暗埋段10。其中位于盾構(gòu)B段8的射流風機1位置與土建排煙煙道4位置相互錯開，但射流風機1位置與盾構(gòu)A段7或盾構(gòu)C段9的土建排煙風道4位置在隧道橫斷面投影上有重疊。為了降低射流風機1對疏散人群的影響，對于盾構(gòu)段下層車道6的射流風機1，可不按隧道中心線對稱布置，而是盡量遠離疏散通道側(cè)。

在盾構(gòu)B段8及盾構(gòu)隧道15兩端明挖段10分別設置射流風機1，在盾構(gòu)A段7和盾構(gòu)C9段不設置射流風機1。由于射流風機1的設置位置均與正常尺寸的土建排煙風道4設置位置相互錯開，減少了對盾構(gòu)斷面的尺寸要求，可達到減小盾構(gòu)直徑的目地，降低了工程實施難度和施工風險，節(jié)約了工程建造成本。

單管上下層水下長大盾構(gòu)隧道通風在形式和細節(jié)上對本發(fā)明進行的局部改變，并不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。

以上對本發(fā)明的1個實施例進行了詳細說明，但內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。