一种单洞大断面特长隧道施工通风系统及通风方法技术方案

本发明专利技术公开了一种单洞大断面特长隧道施工通风系统和通风方法，所述通风系统包括设置在所述隧道中心线一侧的施工通风临时隔墙(2)，保证施工通风临时隔墙(2)与隧道两侧边墙分别围绕成封闭巷道的断面面积比接近2∶1，将其中断面面积较小的封闭巷道作为输送新鲜风的新鲜风进风巷道(4)，掌子面回流的污染风则从断面面积较大的污染风排出巷道(5)内排出隧道外；在隧道洞口出口处，施工通风临时隔墙(2)延伸出洞外，将洞口附近区域的新鲜风源与污染风分离；本发明专利技术采用射流巷道式通风方式，解决了单洞大断面特长隧道施工时超长距离送风的难题，有效提高对掌子面送风效率，并节约了成本，取得了较好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种单洞大断面特长隧道施工通风系统及通风方法
本专利技术涉及一种隧道内的施工通风系统及通风方法，尤其涉及一种用于解决单洞大断面特长隧道施工的通风系统及通风方法。
技术介绍
由于隧道结构的封闭性，隧道施工过程中机械作业产生的尾气、爆破产生的硝烟、地层溢出的有毒有害气体等将会在隧道内积聚，威胁作业人员健康和施工安全。为改善隧道施工作业环境，保障作业人员的健康，必须采取有效的通风措施。在现有隧道的施工通风设计中，几乎所有的隧道都采用强制机械通风方式。机械通风包括压入式、抽(排)出式、混合式和巷道式。如图1所示，压入式通风是将轴流风机安设在距离洞口30m以外的新鲜风区，轴流风机提供掌子面需要的风量和风压，通过风管将新鲜风压送到开挖工作面，并将稀释的污风沿隧道排出洞外。此通风方式中轴流风机安装在固定位置，随着掌子面的推进只需要接长通风管即可，基本不受施工条件限制。排出式通风(图2所示)是将通风机安设在开挖工作面污染源附近，通过通风管将污风排出洞外，新鲜风沿隧道进入到开挖工作面，洞外通风管出风口需在距离洞口30m以外的下风向。此通风方式中轴流风机安置在掌子面附近，对工作面附近污染源稀释效果较压入式通风好，但是轴流风机需要随着掌子面的推进而改变安装位置，不利于现场的施工管理。这两种通风方式在单洞隧道和平行双洞隧道施工通风中均可采用，但是随着隧道掘进长度的增加，风管压入长度和隧道内风流的流动距离距均会增加，通风阻力将迅速增大，为达到通风长度的要求，只能采取并联或串联轴流风机的方式，此时，在造成能源过大消耗的同时，对通风设备和技术的要求也大大提高，通风效果也会大打折扣。巷道式通风分为主扇巷道式和射流巷道式。目前施工通风应用较多的是射流巷道式通风。如图3所示，射流巷道式通风方式中采用射流风机为动力，利用平行双洞或辅助坑道将新鲜风引导至洞内，再由安设在新鲜风区的轴流风机利用通风管将新鲜风送到掌子面附近，可以有效的缩短送风距离，提高通风效率，有效地解决了长距离双洞隧道的施工通风问题。巷道式通风受施工条件影响较大，一般只能应用在有联络通道的平行双洞条件下，辅助坑道贯通的情况下有时也局部采用。但是，随着高速公路和高速铁路的快速发展，在隧道建设中涌现出大量的长距离大断面及超大断面单洞隧道。在此类隧道的施工建设中，传统的巷道式通风不在适用，当掘进距离较小时，压入式通风尚能有效的解决施工通风问题，当掘进距离较大时，如何经济有效地解决施工通风问题成为焦点。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于解决单洞大断面特长隧道施工的通风系统。本专利技术采用如下技术方案：一种单洞大断面特长隧道施工通风系统，包括设置在所述隧道中心线一侧的施工通风临时隔墙(2)，保证施工通风临时隔墙(2)与隧道两侧边墙分别围绕成封闭巷道的断面面积比接近2∶1，将其中断面面积较小的封闭巷道作为输送新鲜风的新鲜风进风巷道(4)，掌子面回流的污染风则从断面面积较大的污染风排出巷道(5)内排出隧道外；在隧道洞口出口处，施工通风临时隔墙(2)延伸出洞外，将洞口附近区域的新鲜风源与污染风分离；在所述新鲜风进风巷道(4)、污染风排出巷道(5)内，根据射流风机升压力总和大于隧道阻力的原则下选择射流风机的台数，并布置安装射流风机用以提供均匀风速。所述的通风系统，在新鲜风进风巷道(4)入口端L6位置处设置第一射流风机(7)、距离射流风机(7)L5的位置设置第二射流风机(8)，在污染风排出巷道(5)内，距离二衬台车L1位置设置第三射流风机(11)，距离污染风排出巷道(5)出口端L7位置处设置第四射流风机(3)；在新鲜风进风巷道(4)内，在距离二衬台车L3为100m位置处设置压入式轴流风机(9)，压入式轴流风机(9)距离施工通风临时隔墙(2)一端为L4，压入式轴流风机(9)连接通风管(10)，通风管(10)将新鲜风输送到距离掌子面L2处，为隧道掌子面输送新鲜风，此时即形成射流巷道式通风的施工通风系统；其中，第三射流风机(11)与二衬台车距离L1取20m；在瓦斯隧道施工通风中，通风管(10)出风口与掌子面距离L2控制在4m；压入式轴流风机(9)与二衬台车的距离L3取100～200m；轴流风机向内缩进距离L4取30m；射流风机至隧道洞口的距离L6及L7取100m；施工通风临时隔墙(2)延伸出隧道洞口的距离L8至少为100m。所述的通风系统，所述大断面特长隧道指三车道及三车道以上高速公路隧道或高速铁路隧道，其断面面积为50～100m2，隧道长度在3km以上。采用任一所述的通风系统的通风方法，在所述隧道中心线一侧设置施工通风临时隔墙(2)，施工通风临时隔墙(2)与隧道两侧边墙分别围绕成封闭巷道的断面面积比接近2∶1，将其中断面面积较小的封闭巷道作为输送新鲜风的新鲜风进风巷道(4)，掌子面回流的污染风则从断面面积较大的污染风排出巷道(5)内排出隧道外；在隧道洞口出口处，施工通风临时隔墙(2)延伸出洞外，将洞口附近区域的新鲜风源与污染风分离；在所述新鲜风进风巷道(4)、污染风排出巷道(5)内，根据射流风机升压力总和大于隧道阻力的原则下选择射流风机的台数，并布置安装射流风机用以提供均匀风速。所述的方法，在新鲜风进风巷道(4)入口端L6位置处设置第一射流风机(7)、距离第一射流风机(7)L5的位置设置第二射流风机(8)，在污染风排出巷道(5)内，距离二衬台车L1位置设置第三射流风机(11)，距离污染风排出巷道(5)出口端L7位置处设置第四射流风机(3)；在新鲜风进风巷道(4)内，在距离二衬台车L3为100m位置处设置压入式轴流风机(9)，压入式轴流风机(9)距离施工通风临时隔墙(2)一端为L4，压入式轴流风机(9)连接通风管(10)，通风管(10)将新鲜风输送到距离掌子面L2处，为隧道掌子面输送新鲜风；其中，第三射流风机(11)与二衬台车距离L1取20m；在瓦斯隧道施工通风中，通风管(10)出风口与掌子面距离L2控制在4m；压入式轴流风机(9)与二衬台车的距离L3取100～200m；轴流风机向内缩进距离L4取30m；射流风机至隧道洞口的距离L6及L7取100m；施工通风临时隔墙(2)延伸出隧道洞口的距离L8至少为100m；第一射流风机(7)和第二射流风机(8)运转使新鲜风进风巷道(4)内形成负压，洞外新鲜风因负压的存在会运动到压入式轴流风机(9)附近，压入式轴流风机(9)通过通风管(10)穿过二衬台车将新鲜风进风巷道(4)内新鲜风压入到隧道开挖掌子面附近，稀释了由于隧道施工产生的污染物，并转变为污染风；在污染风排出巷道(5)内，第四射流风机(3)和第三射流风机(11)运转将掌子面附近的污染风沿污染风排出巷道(5)引出洞外。本专利技术所述通风系统是利用隧道断面大的特点，在隧道内设置临时隔墙，从而得到新鲜风送风巷道，达到应用射流巷道式通风方式的目的。为了避免隧道洞口处新鲜风与污染风的相互影响，临时隔墙需延长至洞外至少100m的距离，根据现场环境和气象条件，在隧道断面高度的基础上合理选择临时隔墙的高度。本专利技术的有益效果在于：本专利技术利用设置在大断面隧道中的临时隔墙，在单洞大断面特长隧道施工中开辟出射流巷道式通风方式所需要的送风巷道，并采用射流巷道式通风方式，通过对射流风机数量的优化和设置位置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单洞大断面特长隧道施工通风系统，其特征在于，包括设置在所述隧道中心线一侧的施工通风临时隔墙(2)，保证施工通风临时隔墙(2)与隧道两侧边墙分别围绕成封闭巷道的断面面积比接近2∶1，将其中断面面积较小的封闭巷道作为输送新鲜风的新鲜风进风巷道(4)，掌子面回流的污染风则从断面面积较大的污染风排出巷道(5)内排出隧道外；在隧道洞口出口处，施工通风临时隔墙(2)延伸出洞外，将洞口附近区域的新鲜风源与污染风分离；在所述新鲜风进风巷道(4)、污染风排出巷道(5)内，根据射流风机升压力总和大于隧道阻力的原则下选择射流风机的台数，并均匀布置安装射流风机用以提供风速。

【技术特征摘要】
1.一种单洞大断面特长隧道施工通风系统，其特征在于，包括设置在所述隧道中心线一侧的施工通风临时隔墙(2)，保证施工通风临时隔墙(2)与隧道两侧边墙分别围绕成封闭巷道的断面面积比接近2∶1，将其中断面面积较小的封闭巷道作为输送新鲜风的新鲜风进风巷道(4)，掌子面回流的污染风则从断面面积较大的污染风排出巷道(5)内排出隧道外；在隧道洞口出口处，施工通风临时隔墙(2)延伸出洞外，将洞口附近区域的新鲜风源与污染风分离；在所述新鲜风进风巷道(4)、污染风排出巷道(5)内，根据射流风机升压力总和大于隧道阻力的原则下选择射流风机的台数，并布置安装射流风机用以提供均匀风速。2.根据权利要求1所述的通风系统，其特征在于，在新鲜风进风巷道(4)入口端L6位置处设置第一射流风机(7)、距离射流风机(7)L5的位置设置第二射流风机(8)，在污染风排出巷道(5)内，距离二衬台车L1位置设置第三射流风机(11)，距离污染风排出巷道(5)出口端L7位置处设置第四射流风机(3)；在新鲜风进风巷道(4)内，在距离二衬台车L3为100m位置处设置压入式轴流风机(9)，压入式轴流风机(9)距离施工通风临时隔墙(2)一端为L4，压入式轴流风机(9)连接通风管(10)，通风管(10)将新鲜风输送到距离掌子面L2处，为隧道掌子面输送新鲜风，此时即形成射流巷道式通风的施工通风系统；其中，第三射流风机(11)与二衬台车距离L1取20m；在瓦斯隧道施工通风中，通风管(10)出风口与掌子面距离L2控制在4m；压入式轴流风机(9)与二衬台车的距离L3取100～200m；轴流风机向内缩进距离L4取30m；射流风机至隧道洞口的距离L6及L7取100m；施工通风临时隔墙(2)延伸出隧道洞口的距离L8至少为100m。3.根据权利要求1所述的通风系统，其特征在于，所述大断面特长隧道指三车道及三车道以上高速公路隧道或高速铁路隧道，其断面面积为50～100m2，隧道长度在3km以上。4.采用权利要求1-3任一所述的通风系统的通风方法，其特征在于，在所述隧道中心线一侧设置施工通风临时隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：方勇，张雪金，徐晨，范建国，曾昌，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51