一种隧道群中间段防雪棚的附属通风排烟竖井装置

1.本实用新型涉及公路隧道群通风排烟领域，特别涉及一种隧道群中间段防雪棚的附属通风排烟竖井装置。


背景技术：

2.近年以来，随着我国基础设施及交通运输建设的大力发展，公路隧道的建设数量及里程长度均得到较大的增长。特别是在我国西部的山岭地区，公路隧道群这一特别的隧道组合形式正成为西部高速公路网的重要组成部分。而在公路隧道群运营阶段，隧道内的行车安全和通风防灾等有关问题正引起人们的高度重视。由于西部山岭地区复杂多变的气候环境，公路隧道群在冬季受雨雪气候影响较为大，尤其雨雪将使得隧道群中间路段的行车安全面临着较为严重的风险。目前在隧道群设计施工中，为消除这一因素带来的不利影响，除了常规的机械除雪、路面材料改进及加热铺装等应对措施外，采用较多的则是在隧道群中间段设置全段封闭的遮阳-防雪棚结构，该种结构能够完全挡御外界环境气候条件的影响，并极大程度上保障隧道群中间段内的行车安全和较好保证驾驶人员明暗适应的稳定过渡。
3.但同时，对于上述这种隧道群中间段的全封闭防雪棚结构，其隧道群中间段的排烟通风问题需要得到足够的注意。一般而言，隧道群日常运营中车辆行驶产生的有害废气及烟尘可通过定向射流风机进行隧道纵向机械排烟；但当隧道群中间段发生火灾时，仅采用纵向射流通风则难以满足及时快速排烟的要求。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种隧道群中间段防雪棚的附属通风排烟竖井装置，其能够解决在隧道群中间段发生火灾时，现有隧道群仅使用纵向射流通风难以快速排烟的问题。
5.为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.提供一种隧道群中间段防雪棚的附属通风排烟竖井装置，其包括送风竖井和排风竖井，送风竖井和排风竖井的底部均与上游隧道连通，送风竖井和排风竖井的顶部均位于上游隧道外侧，送风竖井的顶部设置有与外界连通的送风口，排风竖井的顶部设置有与外界连通的排风口；送风竖井内设置有送风轴流风机装置，排风竖井内设置有排风轴流风机装置。
7.本方案中的通风排烟竖井装置主要运用于设置有全封闭防雪棚结构的隧道群内，当隧道群中间段发生火灾时，送风竖井内的送风轴流风机装置和排风竖井内的排风轴流风机装置同时运行，送风轴流风机装置和排风轴流风机装置分别承担供送新鲜空气和快速排出烟气的功能，能够较好的稀释有毒有害气体和有效减少沿程阻力损失，隧道内的火灾烟气快速流经排风竖井排出隧道外侧，隧道外的新鲜空气经过送风竖井送入隧道内，能够快速、及时和高效的将隧道内的火灾烟气排出，对于隧道群中间段防雪棚火灾工况下的烟气
蔓延长度控制和人员安全疏散逃生都带来了较为积极的影响。
8.进一步地，送风竖井和排风竖井并排联立设置；送风口位于送风竖井的一侧，采用侧向导入式构造；排风口呈中空圆台结构，排风口的小径端与排风竖井顶部连接，排风口的开口直径沿排风竖井的轴线方向扩大；排风口呈中空圆台结构的设置，可以扩大排风端面以实现火灾烟气的快速排出，提高火灾烟气的排放效率，及时遏制隧道内的火灾烟气的扩散。
9.进一步地，排风竖井内设置有水喷雾装置，水喷雾装置位于排风轴流风机装置下方。排风竖井在排出火灾烟气的过程中，火灾烟气升温较快且温度较高，极易造成排风竖井发生混凝土爆裂、暴露结构钢筋及破坏排风竖井结构的现象，水喷雾装置的设置，可以快速冷却温度较高的火灾烟气，以保护排风竖井出现破损。
10.进一步地，送风口和排风口上均设置有一个井帽，两个井帽的端面上设置有目数为5～10的防护网。井帽的设置，能够阻挡冬季雨雪气候对送风口和排风口的影响，避免雪水在送风口和排风口处的堆积，防止送风口和排风口处结冰堵塞；排风竖井和送风竖井外壁上沿其长度方向设置有多个间隔均匀的爬梯，作业人员可以通过攀爬爬梯到达排风竖井和送风竖井顶部，当隧道群中间段发生火灾时，作业人员可以爬上爬梯，打开井帽，便于排风竖井排除火灾烟气和送风竖井将外界新鲜空气送入隧道。
11.进一步地，为了方便送风竖井和排风竖井与隧道相通与优化整体结构和施工流程，送风竖井和排风竖井的底部与上游隧道之间均设置有一个联络风道，送风竖井和排风竖井均通过联络风道与上游隧道连通。
12.进一步地，两个联络风道均包括相互连通的水平风道和倾斜风道；送风竖井和排风竖井的底部分别与两个水平风道连通，送风竖井和排风竖井的底部与两个水平风道的连接处均设置为圆弧形，有助于减少风量损耗和局部阻力损失，提升整个通风排烟竖井装置的通风和排烟效率。两个倾斜风道均与上游隧道连通，两个倾斜风道均与上游隧道的连接处分别设置有一个送风导流叶片和排风导流叶片，可以减小连接弯折处的气流阻抗和局部阻力损失。
13.进一步地，为了加快隧道群内空气流动和隧道群内火灾烟气与外界空气的交换，排风竖井侧倾斜风道与上游隧道连接处右侧和下游隧道洞口处分别设置有一个射流风机组，两个射流风机组均设置于隧道群内部。
14.进一步地，本实用新型的有益效果为：本方案中的一种隧道群中间段防雪棚的附属通风排烟竖井装置，相较于目前主流的纵向射流式通风排烟，竖井送排式通风排烟具有较为显著的直观效果，尤其是在公路隧道群设置全封闭段防雪棚结构这一特殊情况下，具有的快速性、及时性、高效性及经济性等性质使其能够充分发挥自身的独特优势，其对于隧道群中间段防雪棚火灾工况下的烟气蔓延长度控制和人员安全疏散逃生都带来了较为积极的影响。
附图说明
15.图1为一种隧道群中间段防雪棚的附属通风排烟竖井装置的结构示意图。
16.图2为排风竖井结构的排风口俯视结构示意图。
17.图3为送风竖井结构的送风口俯视结构示意图。
18.图4为隧道群中间段的附属通风排烟竖井装置的通风流程图。
19.其中，1、送风竖井；2、排风竖井；3、送风轴流风机装置；4、排风轴流风机装置；5、水喷雾装置；6、排风导流叶片；7、送风导流叶片；8、排风口； 9、送风口；10、井帽；11、射流风机组；12、爬梯；13、防雪棚；14、上游隧道；15、下游隧道；16、联络风道；1601、水平风道；1602、倾斜风道。
具体实施方式
20.下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
21.如图1所示，提供一种隧道群中间段防雪棚的附属通风排烟竖井装置，主要运用于设置有全封闭防雪棚结构的隧道群内，全封闭防雪棚结构的隧道群包括上游隧道14、下游隧道15和防雪棚13，防雪棚13设置于上游隧道14和下游隧道15的中间段，其主要作用是消除冬季雨雪天气对隧道群中间段内行车安全的不利影响。
22.通风排烟竖井装置包括送风竖井1和排风竖井2，送风竖井1和排风竖井2 的底部均与上游隧道14连通，送风竖井1和排风竖井2的顶部均位于隧道外侧，送风竖井1的顶部设置有与外界连通的送风口9，排风竖井2的顶部设置有与外界连通的排风口8；送风竖井1内设置有送风轴流风机装置3，排风竖井2内设置有排风轴流风机装置4。本方案中的通风排烟竖井装置主要运用于设置有全封闭防雪棚结构的隧道群内，当隧道群中间段发生火灾时，送风竖井1内的送风轴流风机装置3和排风竖井2内的排风轴流风机装置4同时运行，送风轴流风机装置3和排风轴流风机装置4分别承担供送新鲜空气和快速排出烟气的功能，能够较好的稀释有毒有害气体和有效减少沿程阻力损失，隧道内的火灾烟气快速流经排风竖井2排出隧道外侧，隧道外的新鲜空气经过送风竖井1送入隧道内，能够快速、及时和高效的将隧道内的火灾烟气排出，对于隧道群中间段防雪棚火灾工况下的烟气蔓延长度控制和人员安全疏散逃生都带来了较为积极的影响。
23.送风竖井1和排风竖井2并排联立设置；送风口9位于送风竖井1的一侧，采用侧向导入式构造；排风口8呈中空圆台结构，排风口8的小径端与排风竖井2顶部连接，排风口8的开口直径沿排风竖井2的轴线方向扩大；排风口8 呈中空圆台结构的设置，可以扩大排风端面以实现火灾烟气的快速排出，提高火灾烟气的排放效率，及时遏制隧道内的火灾烟气的扩散。
24.排风竖井2内设置有水喷雾装置5，水喷雾装置5位于排风轴流风机装置4 下方。排风竖井2在排出火灾烟气的过程中，火灾烟气升温较快且温度较高，极易造成排风竖井2发生混凝土爆裂、暴露结构钢筋及破坏排风竖井2结构的现象，水喷雾装置5的设置，可以快速冷却温度较高的火灾烟气，以保护排风竖井2出现破损。
25.如图1～3所示，送风口9和排风口8上均设置有一个井帽10，两个井帽10 的端面上设置有数目为5～10的防护网。井帽10的设置，能够阻挡冬季雨雪气候对送风口9和排风口8的影响，避免雪水在送风口9和排风口8处的堆积，防止送风口9和排风口8处结冰堵塞；排风竖井2和送风竖井1外壁上沿其长度方向设置有多个间隔均匀的爬梯12，作业人员可以通过
攀爬爬梯12到达排风竖井2和送风竖井1顶部，当隧道群中间段发生火灾时，作业人员可以爬上爬梯12，打开井帽10，便于排风竖井2排除火灾烟气和送风竖井1将外界新鲜空气送入隧道。
26.送风竖井1和排风竖井2的底部与隧道之间均设置有一个联络风道16，送风竖井1和排风竖井2均通过联络风道16与上游隧道14连通。两个联络风道 16均包括相互连通的水平风道1601和倾斜风道1602；送风竖井1和排风竖井2 的底部分别与两个水平风道1601连通，送风竖井1和排风竖井2的底部与两个水平风道1601的连接处均设置为圆弧形，有助于减少风量损耗和局部阻力损失，提升整个通风排烟竖井装置的通风和排烟效率。两个倾斜风道1602均与隧道连通，两个倾斜风道1602均与上游隧道14的连接处分别设置有一个送风导流叶片7和排风导流叶片，可以减小连接弯折处的气流阻抗和局部阻力损失。
27.排风竖井侧倾斜风道1602与上游隧道14连接右侧和下游隧道15洞口处分别设置有一个射流风机组11，两个射流风机组11均设置于隧群道内部，可以加快隧道内空气流动和隧道内空气与外界空气的交换。
28.如图4所示，其为通风排烟竖井装置的通风的流程图，图中的箭头方向为空气流动方向；当隧道群中间段发生火灾后，位于排风竖井2右侧的射流风机组11开始运转负压逆向吸气，将隧道内的火灾烟气导入排风竖井2中，加快火灾烟气的流通输送；被吸入排风竖井2的火灾烟气通过联络风道16后进入排风竖井2的井身，火灾烟气在通过水喷雾装置5降温后，经排风轴流风机装置4 引导而快速上升通过排风口8排出隧道外；与此同时，送风竖井1内的送风轴流风机装置3运转，将隧道外的新鲜空气导入送风口9，其后经过送风竖井1的井身导入隧道内，保证火灾上游的及时充足供风，以此确保人员能够安全地进行疏散。