用于上跨隧道主洞地下通风系统的风道结构

摘要

本发明公开了一种用于上跨隧道主洞地下通风系统的风道结构，包括用于连通隧道主、副洞并与通风井相连的联络风道，联络风道具有沿隧道主洞轮廓跨越隧道主洞的跨越段，跨越段包括内层壳体和外层壳体，内层壳体与外层壳体之间形成与联络风道连通的跨越段风道，跨越段风道内沿纵向设置有风道隔板，外层壳体的纵向两侧分别设有用于扩大端头断面的堵头墙，跨越段的两端与联络风道的结合处分别设有加强段。本发明能够在不影响通风效果的前提下，方便施工，合理安排工序，增加灵活调度可能性，使主洞与风道结构“施工一体化”，具有一次开挖成型(到位)、分部按序浇筑、施工组织灵活、减少开挖风险的优点。

权利要求

1.一种用于上跨隧道主洞地下通风系统的风道结构，包括用于连通隧道主、副洞并与通风井相连的联络风道，其特征在于：所述联络风道具有沿隧道主洞轮廓跨越隧道主洞的跨越段，所述跨越段包括内层壳体和外层壳体，所述内层壳体与外层壳体之间形成与联络风道连通的跨越段风道，所述跨越段风道内沿纵向设置有风道隔板，所述风道隔板支撑于内层壳体和外层壳体之间，所述风道隔板为两个，两个风道隔板沿纵向间隔设置在跨越段风道内，两个风道隔板将跨越段风道分隔成管状曲线风道，所述外层壳体的纵向两侧分别设有用于扩大端头断面的堵头墙，所述跨越段的两端与联络风道的结合处分别设有加强段。

2.根据权利要求1所述的用于上跨隧道主洞地下通风系统的风道结构，其特征在于：所述内层壳体的内轮廓与隧道主洞的内轮廓相同。

3.根据权利要求1所述的用于上跨隧道主洞地下通风系统的风道结构，其特征在于：所述内层壳体为钢筋混凝土衬砌。

4.根据权利要求1所述的用于上跨隧道主洞地下通风系统的风道结构，其特征在于：所述外层壳体包括初支和钢筋混凝土二衬。

5.根据权利要求1所述的用于上跨隧道主洞地下通风系统的风道结构，其特征在于：所述外层壳体的纵向长度大于联络风道的宽度，所述内层壳体的纵向长度与外层壳体的纵向长度相同。

6.根据权利要求1所述的用于上跨隧道主洞地下通风系统的风道结构，其特征在于：所述内层壳体和外层壳体的底部之间通过混凝土填充圆顺。

说明书

用于上跨隧道主洞地下通风系统的风道结构

技术领域

[0001] 本发明涉及隧道通风系统，特别涉及一种用于上跨隧道主洞地下通风系统的风道结构。

背景技术

[0002] 在“一带一路”的国家战略大背景下，铁路、公路等基础建设发展迅猛。受地理条件限制和技术标准的提高，特长公路隧道也越建越多。因防灾、救援以及行车舒适度的需要，绝大多数特长公路隧道都要设置通风井(竖井或斜井)来换气。在地下，隧道与通风井之间采用联络风道连结。当双向隧道(左右线)共用一个通风井时，通常需要联络风道跨越其中一个主洞才能与通风井相接。

[0003] 目前国内对此部分的设计通常采用联络风道与隧道主洞分离交叉的上跨型式，联络风道底板距离隧道主洞拱顶约5～15m。但这种结构却存在以下缺点：1、上跨主洞段联络风道斜坡陡，施工困难。为节约占地，左右线两隧道之间的水平间距通常不大于35m；考虑路线各项指标，同一断面上两隧道的高差不大于2m；为确保施工安全，联络风道与隧道拱顶的岩层厚度至少大于5m，一般控制在10～15m之间；两车道隧道开挖高度(路面距拱顶距离)约8m，三车道隧道开挖高度约9.5m，根据水平距离和高差，上跨右洞的联络风道坡度至少在
20°以上，加之联络风道断面通常较小，因此无法利用挖机、铲车等中、大型机械作业，人工开挖极其困难。2、施工组织复杂、工序不能灵活转换，其一是由于上跨主洞段的联络风道坡度大，从联络到向主洞开挖、排水都十分困难，故开挖只能从主洞向联络风道的方向进行；
其二是联络风道仅与左洞相连结，故只能等左洞施工至该位置才能进行联络风道开挖，而现场施工过程中由于地质、机械、人员等种种原因并不能保证左洞能最先到达该位置，即使右洞先行施工到该位置，也不能提前展开联络风道施工。3、无论是先开挖主洞还是先开挖上跨主洞段联络风道，后行洞(后行开挖的洞)的爆破开挖都会对先行洞结构产生影响，存在潜在安全施工风险。

[0004] 因此，急需开发一种在不影响通风效果的前提下，方便施工，合理安排工序，增加灵活调度可能性，使主洞与风道结构“施工一体化”，最大限度减少因施工造成结构物间的潜在损害风险性，具有“一次开挖成型(到位)、分部按序浇筑、施工组织灵活、减少开挖风险”的优点的用于上跨隧道主洞地下通风系统的风道结构。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于上跨隧道主洞地下通风系统的风道结构，能够在不影响通风效果的前提下，方便施工，合理安排工序，增加灵活调度可能性，使主洞与风道结构“施工一体化”，最大限度减少因施工造成结构物间的潜在损害风险性，具有“一次开挖成型(到位)、分部按序浇筑、施工组织灵活、减少开挖风险”的优点。

[0006] 本发明的用于上跨隧道主洞地下通风系统的风道结构，包括用于连通隧道主、副洞并与通风井相连的联络风道，所述联络风道具有沿隧道主洞轮廓跨越隧道主洞的跨越段，所述跨越段包括内层壳体和外层壳体，所述内层壳体与外层壳体之间形成与联络风道连通的跨越段风道，所述跨越段风道内沿纵向设置有风道隔板，所述外层壳体的纵向两侧分别设有用于扩大端头断面的堵头墙，所述跨越段的两端与联络风道的结合处分别设有加强段。

[0007] 进一步，所述内层壳体的内轮廓与隧道主洞的内轮廓相同。

[0008] 进一步，所述内层壳体为钢筋混凝土衬砌。

[0009] 进一步，所述外层壳体包括初支和钢筋混凝土二衬。

[0010] 进一步，所述外层壳体的纵向长度大于联络风道的宽度，所述内层壳体的纵向长度与外层壳体的纵向长度相同。

[0011] 进一步，所述风道隔板支撑于内层壳体和外层壳体之间，所述风道隔板为两个，两个风道隔板沿纵向间隔设置在跨越段风道内，两个风道隔板将跨越段风道分隔成管状曲线风道。

[0012] 进一步，所述内层壳体和外层壳体的底部之间通过混凝土填充圆顺。

[0013] 本发明的有益效果是：本发明的用于上跨隧道主洞地下通风系统的风道结构，实现了联络风道与隧道主洞的“上跨整体式”结构，不仅施工方便，当隧道主洞施工到交叉位置时，不需新增开挖工作面，不需陡坡开挖，直接从隧道主洞掌子面扩大断面，一次开挖成型，且大断面开挖，方便大、中型机械作业，提高了施工效率；而且施工组织简单，实现工序灵活转换，当联络风道施工到跨越段时，按正常施工步序即可进行扩大断面的施工，若因种种原因所在隧道主洞不能首先到达、而相邻隧道副洞先行到达交叉处的同一横断面时，可以通过相邻隧道副洞开挖联络风道至该隧道主洞，从而开展隧道主洞处的施工，不耽误工程进度；同时由于采用一次开挖成型，不存在先后洞的相互干扰、影响，施工安全性高，且由于联络风道与隧道主洞一同爆破开挖成型，而后不再有相近的爆破开挖，故不存在先后开挖的情况，不存在后行洞爆破对先行洞的震动影响。

附图说明

[0014] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

[0015] 图1为本发明的结构示意图；

[0016] 图2为图1的A-A向示意图；

[0017] 图3为图1的B-B向示意图；

[0018] 图4为本发明风道隔板的示意图；

[0019] 图5为本发明堵头墙的示意图。

具体实施方式

[0020] 图1为本发明的结构示意图，图2为图1的A-A向示意图，图3为图1的B-B向示意图，图4为本发明风道隔板的示意图，图5为本发明堵头墙的示意图，如图所示：本实施例的用于上跨隧道主洞地下通风系统的风道结构，包括用于连通隧道主、副洞1、2并与通风井相连的联络风道3，在隧道施工中，通常将仅允许右行车辆通行的隧道称为右线隧道(或称为隧道主洞)，将仅允许左行车辆通行的隧道称为左线隧道(或称为隧道副洞)，联络风道3的一端与隧道副洞2连通，另一端跨越隧道主洞1与通风井相连。所述联络风道3具有沿隧道主洞1轮廓跨越隧道主洞1的跨越段4，使联络风道3与隧道主洞1交叉时能够采用“上跨整体式”结构，所述跨越段4包括内层壳体5和外层壳体6，外层壳体6与内层壳体5之间的高度差约为300cm(该高度差隧可根据隧道风量计算调整)，以尽量使跨越段的面积与隧道主洞两侧的联络风道的面积保持一致，所述内层壳体5与外层壳体6之间形成与联络风道3连通的跨越段风道7，以保证隧道通风，所述跨越段风道7内沿纵向设置有风道隔板8，用于减少断面突然扩大，并对跨越段4形成支撑，所述外层壳体6的纵向两侧分别设有用于扩大端头断面的堵头墙9，堵头墙封堵在外层壳体的开挖断面与普通隧道断面的端头之间，所述跨越段4的两端与联络风道3的结合处分别设有加强段10，加强段10的长度为500cm，以加强整个结构的安全性能。

[0021] 本实施例中，所述内层壳体5的内轮廓与隧道主洞1的内轮廓相同，保证内层壳体5与隧道主洞1的一致性，便于施工。

[0022] 本实施例中，所述内层壳体5为钢筋混凝土衬砌，其厚度约为40cm，以保证内层壳体5的支撑强度和结构安全。

[0023] 本实施例中，所述外层壳体6包括初支和钢筋混凝土二衬，钢筋混凝土二衬的厚度约为65cm，以保证外层壳体6的支撑强度和结构安全。

[0024] 本实施例中，所述外层壳体6的纵向长度大于联络风道3的宽度，外层壳体6的纵向长度为联络风道3的宽度沿隧道主洞轴线两侧分别加宽300cm，以保证外层壳体与联络风道交叉处的结构安全，所述内层壳体5的纵向长度与外层壳体6的纵向长度相同，以保证整体结构的结构安全。

[0025] 本实施例中，所述风道隔板8支撑于内层壳体5和外层壳体6之间，所述风道隔板8为两个，两个风道隔板8沿纵向间隔设置在跨越段风道7内，两个风道隔板8将跨越段风道7分隔成管状曲线风道，为减少风阻损失，两风道隔板8之间的间距可根据具体隧道的风量进行调整，尽量使跨越段的面积与隧道主洞两侧的联络风道的面积保持一致。

[0026] 本实施例中，所述内层壳体5和外层壳体6的底部之间通过混凝土11填充圆顺，以进一步减少风阻损失。

[0027] 本发明的衬砌支护结构施工步序如下：

[0028] 1)当主洞开挖至与联络风道交叉处的位置时，扩大爆破开挖断面，完成扩大断面的初期支护(即完成隧道主洞与拱顶联络风道断面的开挖)。

[0029] 2)从设计位置分别向隧道主洞两侧开挖联络风道并完成初期支护。

[0030] 3)立模浇筑扩大断面段的外轮廓二次衬砌。

[0031] 4)立模浇筑扩大断面内隧道主洞的二次衬砌(内层壳体)及风道隔板，注意浇筑内层壳体时，其内轮廓线与隧道主洞内轮廓线完全一致。

[0032] 5)完成联络风道其他段的二次衬砌。

[0033] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。