Система вентиляции перегонных тоннелей метрополитенов с участками соединения двухпутного и однопутных тоннелей
VENTILATION SYSTEM OF METRO MAIN LINE TUNNELS WITH SECTIONS OF CONNECTION OF DOUBLE-TRACK AND SINGLE-TRACK TUNNELS

Изобретение относится к системам вентиляции тоннелей и может быть использовано для тоннельной вентиляции метрополитена.
В настоящее время, при строительстве линий метрополитена с двухпутными тоннелями, появились перегоны, состоящие из двухпутных и однопутных тоннелей. Сопряжение разного типа тоннелей, как правило, выполняется на перегоне с помощью переходной камеры. Ввиду различий аэродинамических процессов двухпутных и однопутных тоннелей, участки их сопряжения требуют разработки новых технических решений способных обеспечить выполнение штатных и аварийных режимов вентиляции, а также ведущих к оптимизации за счет уменьшения сроков и объемов строительства.
Известна система вентиляции тоннелей метрополитена, включающая приточные и вытяжные вентиляционные камеры тоннельной вентиляции с нагнетательными и всасывающими каналами соответственно, воздух подается на перегоне и удаляется на станции. При этом, приточная камера размещается на перегоне ближе к центру, а вытяжные камеры на станциях или примыкает к станционным тоннелям. (Цодиков В.Я. Вентиляция и теплоснабжение метрополитенов, М.: Недра, 1975. - стр. 38).
Известен способ возведения станции метрополитена мелкого заложения открытым способом, заключающийся в создании котлована с креплением бортов котлована по технологии "стена в грунте" и размещением внутри котлована станции метрополитена, представляющей собой строительную конструкцию из железобетона (Патент РФ №2562359, опубл. от 10.09.2015, Бюл. №25).
Известна система вентиляции перегонных тоннелей метрополитена, включающая два перегонных тоннеля, по которым поезда двигаются в противоположных направлениях, приточные и вытяжные вентиляционные камеры тоннельной вентиляции с нагнетательными и всасывающими каналами соответственно, при этом на перегоне между станциями расположена приточная вентиляционная шахта с приточной вентиляционной камерой и нагнетательными каналами на каждый из двух тоннелей, а на станциях метрополитена расположены вытяжные вентиляционные камеры (Патент РФ №2685004, опубл. от 16.04.2019, Бюл. №11).
Однако, для реализации данного технического решения необходимо сооружение на перегоне между станциями приточной вентиляционной шахты и сооружение в ее нижней части, в области перегонных тоннелей, приточной вентиляционной камеры в стесненных условиях, что приводит к увеличению сроков строительства и материальных затрат при сооружении систем вентиляции двухпутных перегонных тоннелей метрополитена.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в сокращении сроков и материальных затрат строительства метрополитена, а также возможности регулирования подачи количества приточного воздуха для поддержания нормируемого температурного режима станций и линий метрополитена с участками соединения двухпутных и однопутных перегонных тоннелей.
Для достижения данного технического результата в предлагаемой системе вентиляции перегонных тоннелей метрополитенов с участками соединения двухпутного и однопутных тоннелей, включающей два перегонных тоннеля, по которым поезда двигаются в противоположных направлениях, приточные и вытяжные вентиляционные камеры тоннельной вентиляции с вентиляционными установками и нагнетательными и всасывающими каналами соответственно, при этом на перегоне между станциями расположена приточная вентиляционная шахта с приточной вентиляционной камерой, содержащей вентиляторы и нагнетательные вентиляционные каналы на каждый из двух тоннелей, а на станциях метрополитена расположены вытяжные вентиляционные камеры, снабжена приточной вентиляционной камерой, размещенной в переходной камере, сооружаемой в котловане, созданным открытом способом работ методом «стена в грунте», и предназначенной для соединения двухпутного тоннеля с двумя однопутными тоннелями, при этом переходная камера имеет продольную перегородку, обеспечивающую разделение в переходной камере двухпутного тоннеля на два однопутных тоннеля, а также нагнетательными вентиляционными каналами с клапанами, соединяющими приточную вентиляционную камеру с каждым однопутным тоннелем в пределах переходной камеры.
Введение в состав предлагаемой системы вентиляции перегонных тоннелей метрополитенов с участками соединения двухпутного и однопутных тоннелей, приточной вентиляционной камеры, размещенной в переходной камере, сооружаемой в котловане, созданном открытым способом работ методом «стена в грунте», и предназначенной для соединения двухпутного тоннеля с двумя однопутными тоннелями, при этом переходная камера имеет продольную перегородку, обеспечивающую разделение в переходной камере двухпутного тоннеля на два однопутных тоннеля, а также нагнетательных вентиляционных каналов с клапанами, соединяющих приточную вентиляционную камеру с каждым однопутным тоннелем в пределах переходной камеры, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности исключения работ по строительству отдельного сооружения для приточной вентиляционной камеры за счет ее размещения в переходной камере, предварительно сооружаемой для соединения двухпутного и однопутных перегонных тоннелей, что сокращает сроки и материальные затраты строительства метрополитена, а также возможности регулирования подачи количества приточного воздуха для поддержания нормируемого температурного режима перегонных тоннелей и станций метрополитена за счет деления двухпутного тоннеля в переходной камере продольной перегородкой на два однопутных тоннеля и раздельной подачи воздуха из приточной вентиляционной камеры в каждый из однопутных тоннелей по отдельным нагнетательным вентиляционным каналам через с клапанами.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема переходной камеры для соединения двухпутного и однопутных тоннелей, а на фиг. 2 - сечение приточной вентиляционной камеры на участке однопутных тоннелей в пределах переходной камеры с нагнетательными вентиляционными каналами:
1 - участок двухпутного тоннеля;
2 - участок однопутного тоннеля;
3 - котлован, созданным открытом способом работ методом «стена в грунте»;
4 - переходная камера для соединения двухпутного и однопутных тоннелей;
5 - продольная перегородка;
6 - приточная вентиляционная камера;
7, 8 - нагнетательные вентиляционные каналы;
9, 10 - клапана вентиляционных каналов на примыкании к каждому из однопутны тоннелей;
11 - направление движения подвижного состава (поездов).
Предлагаемое изобретение системы вентиляции перегонных тоннелей метрополитенов с участками соединения двухпутного и однопутных тоннелей реализуется следующим образом.
В зоне сопряжения тоннелей в объеме котлована 3, сооружается переходная камера 4, в которой размещают продольную перегородку 5 и приточную вентиляционную камеру 6. Для обеспечения соединения приточной вентиляционной камеры 6 к участкам однопутных тоннелей 2 предусматриваются нагнетательные вентиляционные каналы 7 и 8 с клапанами 9 и 10 на каждый из двух однопутных тоннелей 2, которые позволяют подавать воздух независимо на каждый из однопутных тоннелей 2 с учетом направления движения подвижных составов (поездов) 11 и в зависимости от времени года в один или в два однопутных тоннеля 2.
В данной системе вентиляции поток приточного вентиляционного воздуха забирается с поверхности вентиляционными установками приточной вентиляционной камеры 6 и подается в объем переходной камеры 4, размещаемой в котловане 3. Затем по нагнетательным вентиляционным каналам 7 и 8 с клапанами 9 и 10 на каждый из двух однопутных тоннелей 2 воздух подается в один или сразу два однопутных тоннеля 2.
Попадая в объем переходной камеры 4 приточный вентиляционный воздух смешивается с циркуляционным потоком, двигающимся по одному из однопутных тоннелей 2. Далее смесь приточного и циркуляционного воздуха движется в сторону станций за счет работы станционных вытяжных вентиляторов (на рис. не показаны) на вытяжку по участкам двухпутного 1 и однопутных тоннелей 2, расположенных в камере 4, по разным путям за счет разделения объема переходной камеры 4 продольной перегородкой 5.
Воздухораспределение в переходное камеры 4 определенно средствами вычислительного моделирования и представляет собой свободный объем, в котором рассматривается движение и теплообмен воздушных потоков при различных условиях работы системы вентиляции и при различных условиях движения поездов. Таким образом, предлагаемая модель позволяет определить алгоритм работы вентиляционной шахты на перегоне с участком сопряжения двух видов тоннелей.
Данное техническое решение разработано для участка Московского метрополитена между станциями «Юго-Восточная» и «Косино», где тоннель переходит из двухпутного в два однопутных.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Цодиков В.Я. Вентиляция и теплоснабжение метрополитенов, М.: Недра, 1975. - С. 38.
2. Патент РФ №2562359, опубл. от 10.09.2015, Бюл. №25.
3. Патент РФ №2685004, опубл. от 16.04.2019, Бюл. №11 - прототип.