自然通风的隧道结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自然通风的隧道结构，包括隧道本体及若干通风井，各所述通风井沿所述隧道本体的长度方向间隔布置；各所述通风井的进风口分别与所述隧道本体的顶壁贯通；每一所述通风井还具有出风口；各所述出风口设置在所述隧道本体的上方地面的道路中央隔离带中，并且各所述出风口沿所述道路中央隔离带的长度方向间隔布置。采用本实用新型，解决了长、大隧道，特别是城市隧道的通风井的布置难题，不仅有效实现了隧道的自然通风，还节省了隧道的建设和运营成本。与此同时，本实用新型通过化整为零的排风结构能分散排放废气，大大降低了集中排放对环境的污染和影响。
【专利说明】自然通风的隧道结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及隧道通风结构类，具体涉及一种适用于长大隧道自然通风的隧道结构。
【背景技术】
[0002]在隧道中，行驶的车辆会不断排放有害废气和烟尘，当排放的有害废气和烟尘浓度超过一定值时将对司乘人员带来危害，影响身体健康和行车安全，因此隧道内保持良好空气状态是行车安全的必要条件，而通风的目的是把隧道内有害气体或污染物降低至允许浓度以下，以保证汽车行驶的安全性和舒适性，这是隧道服务水平的一个重要标准。
[0003]隧道通风方式一般有两种:自然通风和机械通风。然而，现有的机械通风存在以下不足:一是安装通风设备，隧道断面较高，工程造价大，而且，在运营阶段，其设备维护和电能消耗等后期费用都很高；二是在隧道出风口处，空气污染浓度高度集中，难以满足环保要求，并且当隧道峒口附近住有居民时，则不允许隧道废气在隧道峒口集中排放。
[0004]因此，在长大隧道中，特别是城市隧道，一般采用自然通风，而并不设置风机。然而在具体的建筑施工中，通风井的布设由于受各种条件如景观、周边居民反对，规划等的限制，往往又很难找到合适的布设位置。因此，现有的隧道要想采用自然通风结构，要么造价很高，要么就是布设位置不合理，与周边的景观很不协调，更有甚者，可能根本实现不了隧道的自然通风效果。
实用新型内容
[0005]有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种自然通风的隧道结构，包括隧道本体及若干通风井，各所述通风井沿所述隧道本体的长度方向间隔布置；各所述通风井的进风口分别与所述隧道本体的顶壁贯通；其特征在于，每一所述通风井还具有出风口 ；各所述出风口设置在所述隧道本体的上方地面的道路中央隔离带中，并且各所述出风口沿所述道路中央隔离带的长度方向间隔布置。实际施工时，可根据需要，在隧道顶部靠近隧道的中隔墙处开设若干个通风井的进风口，通过通风井的井筒斜向延伸出地面，使得通风井的出风口与地面上道路中央隔离带内的通风口连通形成一体即可。本方案中，通风井的出风口大小可与道路中央隔离带的通风口的大小相一致，这样可以更方便地将通风井与道路中央隔离带内的若干通风口连成一体。
[0006]较佳地，所述通风井为斜向通风井，每一所述斜向通风井的横断面形状为平行四边形。本方案采用平行四边形的断面，更有利于大范围的内外气体交换。
[0007]较佳地，各所述通风井的进风口的开孔宽度范围为小于或等于同侧的隧道孔(隧道通常为双隧道孔单向隧道)的单孔跨度，并且，各所述通风井的出风口的开孔宽度范围为小于或等于道路中央隔离带的跨度减2米。也就是说，通风井的出风口的开孔宽度最好为小于中央隔离带的跨度再减去2m后得到的值。之所以如此设置，是为了更好地保护中央隔离带不被破坏。
[0008]较佳地，各所述通风井的井筒与隧道顶板的夹角范围为大于或等于30度，并且小于或等于90度。本方案的通风井采用大于或等于30度，并且小于或等于90度的倾斜角度，可更有利于隧道的快速通风。
[0009]较佳地，所述通风井的井筒的筒壁厚度范围为400mm?600mm。当然，此处仅仅是给出一个参考的范围，具体的厚度完全可以根据实际需要来确定。
[0010]较佳地，所述通风井的出风口伸出地面，并且所述出风口高出地面500mm?100mmo之所以如此设置，是为了使隧道内的废气能更快速地排出，并与外界的空气进行交换。
[0011]较佳地，所述通风井的进风口的面积之和大于或等于所述隧道顶部表面积的5%。作为一种优选的方案，在确保安全的情况下，通风井的进风口总面积当然是越大越好。
[0012]较佳地，相邻两所述通风井之间的间距为大于或等于10m。因为如果小于10m，有可能会造成路面的局部塌陷。
[0013]较佳地，各所述通风井的进风口和/或出风口处还设有一风帽。所述风帽用于增强排风或换气的效果。其结构可采用现有技术中已有的风帽来实现。所述风帽本身的结构非本实用新型的改进点所在，因此在此不作赘述。
[0014]较佳地，各所述通风井的井筒外壁还设有若干肋板或梁；所述隧道为双隧道孔的单向行车城市隧道。本方案中，通风井的具体壁厚可根据埋深等实际需要确定其厚度，当开孔长度过大时，则应根据实际受力设置肋板或梁，以增强通风井的承重强度。
[0015]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实施例。
[0016]本实用新型的有益效果:
[0017](I)采用本实用新型自然通风的方式，节省隧道建设和运营成本。
[0018](2)本实用新型适用于拱形、矩形等各种截面的双洞单、双向直线或曲线隧道。
[0019](3)本实用新型有效解决了长大隧道(特别是城市隧道)长期以来存在的通风井布置难的问题，并使得通风井的设置与周边景观协调一致。
[0020](4)当纵向设置若干个本实用新型形式的通风井时，隧道内空气与外界空气可以及时快速的进行交换；而且，分散设置并与隔离带内的通风口相连通的通风井，可以“化整为零”地快速分散和排放废气，降低了现有的集中排放对环境的影响。
[0021](5)另外，当隧道内因发生交通事故而引发火灾时，本实用新型也能减少烟雾在隧道内一直纵向蔓延的危害。
[0022]以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型一较佳实施例的自然通风的隧道的俯视图。
[0024]图2为本实用新型另一较佳实施例的自然通风的隧道的俯视图。
[0025]图3为图1中的自然通风的隧道的横断面结构示意图。
[0026]图4为本实用新型较佳实施例的自然通风的隧道的横断面结构示意图。
[0027]图5为图2的自然通风的隧道的横断面结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面举几个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
[0029]实施例1
[0030]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0031]结合城市内工程的实际情况，本实用新型的隧道的通风井为基于地面道路中央隔离带的通风井。该通风井的断面设计形式是在隧道的顶部开设一定宽度的通风进风口，并通过井筒斜向与位于地面上的道路中央隔离带内的通风口相连，通风井的断面呈平行四边形。这样更利于空气快速流动。该设计利用车辆行驶产生的活塞风压和通风井底的负压实现隧道的自然通风，因此可保证隧道内良好的空气环境。
[0032]本实用新型的自然通风的隧道为城市、公路隧道，该隧道上方的地面布设有道路中央隔离带，该道路中央隔离带内设有若干通风口，该隧道还包括若干沿该道路中央隔离带的全长间隔布置的通风井，各所述通风井的进风口分别设于该隧道的顶壁，各所述通风井的出风口分别与各通风口一一对应，每一通风井的出风口与相对应的道路中央隔离带内的一通风口相连成一整体。具体地，即沿所述隧道孔的横断面，间隔斜向设置若干通风井，以使每个通风井斜向与道路中央隔离带内的通风口相连，通风井的出风口大小与道路中央隔离带的通风口的大小相一致。
[0033]为了更好地通风换气，所述通风井为斜向通风井，该斜向通风井的横断面呈平行四边形，但根据施工需要，单个通风井的开孔面积和形状也可以改变。
[0034]各所述通风井均与所在侧的隧道孔相连通。通风井的进风口开设在隧道的顶部；相邻的两所述的通风井的进风口或出风口间隔的净距应不小于10m。通风井的井筒与隧道顶板的夹角Θ可控制在30°?90°之间。
[0035]下面以双隧道孔的单向行车城市隧道为例，详细说明本实用新型。
[0036]如图1所示，所述隧道为现有技术中公知的双隧道孔的单向行车城市隧道，隧道孔的断面可以为矩形、拱形等结构形式。所述隧道包括:上行隧道1、下行隧道2、上行侧壁3、下行侧壁4、中隔墙5、道路中央隔离带6、隧道进风口 7、隧道出风口 8;为了实现本实用新型的目的，在该隧道上设有若干斜向通风井9。其中，Al、A2、A3分别表示的是上行隧道的间隔设置的斜向通风井9的出风口的布设位置；B1、B2、B3分别表示的是下行隧道的间隔设置的斜向通风井9的出风口的布设位置。
[0037]如图3和图4所示，左侧隧道的斜向通风井9的进风口 901开在左侧隧道顶部(此处的“左侧”指的是正对附图纸面方向而言，以下同理)，bl为左侧的隧道孔的单孔跨度，b2为通风井的开孔宽度，b3为道路中央隔离带6的宽度，要求斜向通风井9的开孔宽度不大于隧道孔的单孔跨度，即b2 ( bl，且开孔宽度小于道路中央隔离带6的跨度减去2m，即b2 ( b3-2m。采用此范围的开孔宽度，可确保道路的整体承重不因过密的开孔而受到破坏。图4为本实用新型的通风井的进风口开在隧道右侧的隧道本体10的隧道孔的顶部时的结构示意图，此时，斜向通风井9的进风口 901的开孔参数与图3的要求一致。
[0038]如图3和图4所示，通风井9的井筒的壁厚宜为hi = 400mm?600mm，具体厚度也可根据埋深等实际需要确定其厚度。比如，当开孔长度过大，尚应根据实际受力设置肋板或梁。进一步地，井筒的出风口宜伸出中央隔离带的地面，并具有一个超出地面的高度h2(如图4所示)，实际施工中，h2 = 500mm?1000mm，以使隧道内的废气能更快速地排出，并与外界的空气进行交换。
[0039]根据需要，在隧道顶部靠近中隔墙处开设若干个通风井的进风口，并且各进风口通过通风井的井筒斜向延伸至地面上的道路中央隔离带内，并与地面上道路中央隔离带内的对应设置的通风口连通成一体。通风井可沿隧道长度方向均匀布置，也可分段布置。
[0040]另外，单个通风井大小、位置、截面形状、面积等可根据实际条件做通用手段的改变。优选的，所有通风井的进风口的总面积之和应不小于隧道顶部面积的5%，通风井的间距不宜小于10m。
[0041]实施例2
[0042]本实施例与实施例1的不同在于:本实施例中的中央隔离带的中心线与隧道中心线存在偏移且偏移值。图2和图5则表示了当道路中央隔离带与隧道的中心线不一致时(斜交或曲线相交)的通风井的布设方式。
[0043]参见图2和图5，本实用新型的隧道本体可以是现有技术中公知的双隧道孔的单向城市隧道，其包括:上行隧道1、下行隧道2、上行侧壁3、下行侧壁4、中隔墙5、道路中央隔离带6、隧道进风口 7、隧道出风口 8等。A1、A2、A3分别表示的是上行隧道的间隔设置的斜向通风井9 (如图5所示)的出风口的布设位置；B1、B2、B3分别表示的是下行隧道的间隔设置的斜向通风井9 (如图5所示)的出风口的布设位置。
[0044]本实施例中的道路中央隔离带6的中心线与隧道中心线的偏移值b4< 5m。此时，在隧道全长或分段上依然可以采用实施例1中方式设置斜向通风井9，或者也可在其他隔离带上设置斜向通风井。该通风井的结构与实施例1中的相同。
[0045]实施例3
[0046]本实施例与实施例1的不同在于，各通风井的进风口或出风口处均可加设一风帽，用于增强通风及排烟的效果。该风帽用于增强排风或换气的效果。风帽的设置方式和结构均可采用现有技术中已有的风帽结构来实现。
[0047]本实施例的其它部分与实施例1完全相同。
[0048]采用本实用新型，解决了长、大隧道，特别是城市隧道的通风井的布置难题，不仅有效实现了隧道的自然通风，还节省了隧道的建设和运营成本，确保了施工的安全。
[0049]另外，本实用新型的若干通风井间隔均匀地沿隧道的长度方向设置在隧道的顶部。通过采用这种化整为零的结构能分散排放废气，大大降低了集中排放对环境的污染和影响。
[0050]以上详细描述了本实用新型的各较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本【技术领域】中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种自然通风的隧道结构，包括隧道本体及若干通风井，各所述通风井沿所述隧道本体的长度方向间隔布置；各所述通风井的进风口分别与所述隧道本体的顶壁贯通；其特征在于，每一所述通风井还具有出风口 ；各所述出风口设置在所述隧道本体的上方地面的道路中央隔离带中，并且各所述出风口沿所述道路中央隔离带的长度方向间隔布置。
2.如权利要求1所述的自然通风的隧道结构，其特征在于，所述通风井为斜向通风井，每一所述斜向通风井的横断面形状为平行四边形。
3.如权利要求1所述的自然通风的隧道结构，其特征在于，各所述通风井的进风口的开孔宽度范围为小于或等于同侧的隧道孔的单孔跨度，并且，各所述通风井的出风口的开孔宽度范围为小于或等于道路中央隔离带的跨度减2米。
4.如权利要求1所述的自然通风的隧道结构，其特征在于，各所述通风井的井筒与隧道顶板的夹角范围为大于或等于30度，并且小于或等于90度。
5.如权利要求1所述的自然通风的隧道结构，其特征在于，所述通风井的井筒的筒壁厚度范围为400mm?600mmo
6.如权利要求1所述的自然通风的隧道结构，其特征在于，所述通风井的出风口伸出地面，并且所述出风口高出地面500mm?1000mmo
7.如权利要求1所述的自然通风的隧道结构，其特征在于，所述通风井的进风口的面积之和大于或等于所述隧道顶部表面积的5%。
8.如权利要求1所述的自然通风的隧道结构，其特征在于，相邻两所述通风井之间的间距为大于或等于10m。
9.如权利要求1所述的自然通风的隧道结构，其特征在于，各所述通风井的进风口和/或出风口处还设有一风帽。
10.如权利要求1?9中任意一项所述的自然通风的隧道结构，其特征在于，各所述通风井的井筒外壁还设有若干肋板或梁；所述隧道为双隧道孔的单向行车城市隧道。
【文档编号】E21D9/14GK204238968SQ201420696474
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】张银屏, 嵇中, 袁自鸣, 欧阳文彪, 姜弘, 林涛, 董驰斌, 黄丽君, 冯奇 申请人:上海市城市建设设计研究总院