[发明专利]一种近接连续隧道群通风试验装置及制作方法

权利要求书

1.一种近接连续隧道群通风试验装置，其特征在于，所述近接连续隧道群通风试验装置与实际隧道的比尺λ满足：1/5＞λ＞1/10；所述试验装置的主隧道为双向双洞隧道，主隧道包括左线上游主隧道、左线下游主隧道、右线上游主隧道和右线下游主隧道；所述的通风试验装置还包括轴流风机、均风装置、小车运动装置，CO₂进气装置、CO₂传感器、风速测量装置、山体挡板和水浴温控装置；

所述的左线上游主隧道、与左线下游主隧道之间，以及右线上游主隧道与右线下游主隧道之间各存在一个近接开口段，所述左线上游主隧道和右线上游主隧道连接轴流风机进气端和CO₂进气装置，所述左线下游主隧道和右线下游主隧道连接轴流风机抽气端，所述的轴流风机进气端与所述的左线上游主隧道、右线上游主隧道的连接处设置有均风装置，所述的近接连续隧道群通风试验装置底部设置小车运动装置，所述的左线上游主隧道、左线下游主隧道、右线上游主隧道、右线下游主隧道的外壁面设置有水浴温控装置，所述的近接连续隧道群通风试验装置近接开口段设置山体挡板，所述近接开口段的隧道洞口断面上装有CO₂传感器；风速测量装置布置在近接开口段测量试验装置近接开口段的风速分布；

所述均风装置为开有小孔的多层均风网，所述的多层均风网由孔径a满足4mm≥a≥1mm、层数r满足5≥r≥2的多层聚乙烯塑料网和边长b满足5mm≥b≥1mm、厚度c满足15mm≥c≥10mm的矩形蜂窝板组合而成；

所述的小车运动装置包括小车运动轨道和比尺小车，所述的小车运动轨道为封闭的环形轨道，包括贯穿主隧道和近接开口段的左右两个直线段轨道以及位于主隧道外连接两个直线段轨道的弯曲段轨道；小车运动轨道的横截面呈中间凹陷；凹陷处供比尺小车行进；所述均风装置上开设有供比尺小车通行的开口；

所述水浴温控装置包括水浴箱和与水浴箱相连构成循环回路的S形水浴盘管；所述的S形水浴盘管贴设在主隧道的上壁面和下壁面外侧；所述的循环回路上设有循环泵。

2.根据权利要求1中所述的近接连续隧道群通风试验装置，其特征在于，所述的左线上游主隧道、右线上游主隧道远离试验装置近接开口段的一端为风机进气端，所述的左线下游主隧道、右线下游段主隧道远离试验装置近接开口段的一端为风机抽气端；

所述CO₂进气装置包括CO₂气体罐和连接管道；连接管道一端连接CO₂气体罐，另一端分别穿过均风装置布置在左线上游主隧道和右线上游主隧道内；所述的连接管道上设有流量计和控制阀门。

3.根据权利要求1中所述的近接连续隧道群通风试验装置，其特征在于，近接开口段的长度可调，左右两线主隧道间的横向间距可调，所述近接连续隧道群通风试验装置的近接开口段设置有山体挡板，所述的山体挡板厚度≥3mm，长度≥隧道管体横截面长度的5倍，宽度≥隧道管体横截面宽度的3倍。

4.根据权利要求2中所述的近接连续隧道群通风试验装置，其特征在于，主隧道的管体主体材料为钢材，所述左线上游主隧道和左线下游主隧道的左侧侧壁全部或部分为可视化玻璃；所述右线上游主隧道和右线下游主隧道的右侧侧壁全部或部分为可视化玻璃。

5.根据权利要求1中所述的近接连续隧道群通风试验装置，其特征在于，CO₂传感器分别布置在近接开口段的4个主隧道近接洞口的顶部中点；风速测量装置的风速检测探头可伸缩、旋转以实现不同深度、方向的检测需要；探测位置为近接连续隧道群通风试验装置近接开口段的4个近接隧道口断面中心点。

6.根据权利要求1中所述的近接连续隧道群通风试验装置，其特征在于，所述左线上游主隧道、右线上游主隧道与左线下游主隧道、右线下游主隧道的长、宽、高一致，所述的轴流风机为岗位式轴流风机，通过220V变频器控制转速，实现对近接连续隧道群通风试验装置内气体流速的控制。

7.一种权利要求1所述近接连续隧道群通风试验装置的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)确定试验装置与实际隧道的比尺λ，并满足1/5＞λ＞1/10；

(2)依据实际近接隧道的几何形状，分左线上游主隧道、右线上游主隧道与左线下游主隧道、右线下游主隧道四段主隧道制作成模型，并将左线、右线上游主隧道和左线、右线下游主隧道分隔放置形成近接开口段，所述的四段主隧道靠外侧壁面采用可视化玻璃材质，其他几个侧壁采用钢材，并在顶壁开一可开闭的小孔；

(3)在左线上游主隧道、右线上游主隧道连接CO₂进气装置，在近接连续隧道群通风试验装置的近接开口段安装CO₂传感器；

(4)在试验装置左线上游主隧道、右线上游主隧道与轴流风机进气端的连接处安装均风装置；

(5)铺设小车运动轨道，小车运动轨道为封闭的环形轨道，包括贯穿主隧道和近接开口段的左右两个直线段轨道以及位于主隧道外连接两个直线段轨道的弯曲段轨道；

(6)主隧道的上壁面和下壁面外侧设置S形水浴盘管，S形水浴盘管连接水浴箱组成水浴温控装置；

(7)近接开口段使用山体挡板模拟隧道上方山体。