一种特长独头通风隧道风道通风结构及其通风方法技术

本发明专利技术公开了一种特长独头通风隧道风道通风结构及其通风方法，一种特长独头通风隧道风道通风结构，包括：n+1个风机，每个风机的出风端均设有通风管，其中第一风机设置在隧道外，其余风机均匀间隔地设置于隧道内；n个风道，设置在两两相邻风机之间，用于将两两相邻风机的通风管路连通；每个风道包括进口和出口，其中，位于隧道5内部的第n个风机置于第n‑1风道的出口内，第n个风机的通风管插入第n风道；n个风门，设置在每个风道的进口处。解决了现有特长独头通风隧道施工通风不能满足现场掌子面需风量的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种特长独头通风隧道风道通风结构及其通风方法
本专利技术属于隧道
，具体涉及一种特长独头通风隧道风道通风结构及其通风方法。
技术介绍
随着交通强国战略的提出和全面实施，我国的隧道及地下工程建设也迈入了一个全新的时代。根据完善国家路网的需求，以及实现截弯、降坡、提速、提高运营安全及实现长期运营收益等需要，我国铁路隧道、公路隧道的长度都在不断刷新，超长乃至特长隧道的设计及施工也会越来越多。为保证隧道施工的安全、质量、效率和作业人员的身心健康，创造良好的施工作业环境成为各方关注的重点，隧道施工通风的作用越发重要，但随之而来的施工通风的难度也会越来越大。在以往的施工通风设计中，通常选用独头压入式通风、巷道式通风、中隔板式通风、排风式通风或送排混合式通风。但以上通风方式存在以下弊端：1、独头压入式通风受隧道断面影响大，其通风阻力成为制约通风长度的主要因素；2、巷道式通风形成条件要求高，通常在双洞隧道中使用；3、中隔板式通风不仅施工投入高且施工质量难以保证，易形成污风循环，较难满足现场施工需求；4、排风式通风若使用硬质通风管则风管接长难度大、维护成本高且易形成污风循环通风质量难以保证，若使用软风管则通风机的供电及移动难度大，易对施工产生不必要的影响；5、送排混合式通风弊端同上一条。综上所述，传统的隧道施工通风方法难以适应特长独头通风隧道施工需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种特长独头通风隧道风道通风结构及其通风方法，以解决现有特长独头通风隧道施工通风不能满足现场掌子面需风量的问题。<br>本专利技术采用以下技术方案：一种特长独头通风隧道风道通风结构，包括：n+1个风机，每个风机的出风端均设有通风管，其中第一风机设置在隧道外，其余风机均匀间隔地设置于隧道内；n个风道，设置在两两相邻风机之间，用于将两两相邻风机的通风管路连通；每个风道包括进口和出口，其中，位于隧道5内部的第n个风机置于第n-1风道的出口内，第n个风机的通风管插入第n风道；n个风门，设置在每个风道的进口处。进一步的，位于隧道外的第一风机距离洞口大于30米。进一步的，每个风道的断面面积大于9m2，长度大于10m。本专利技术采用的第二种技术方案是，一种特长独头通风隧道风道接力通风方法，采用上述特长独头通风隧道风道通风结构，包括以下步骤：步骤一、根据特长独头通风隧道通风要求计算掌子面需风量Q，需风量Q按洞内同时作业最多人数、洞内允许最小风速、一次性爆破所需要排除的炮烟量、内燃机械设备总功率分别计算，取其中最大值作为需风量Q，最后进行海拔修正；根据特长独头通风隧道各段断面大小分别选取各个通风管的直径；根据掌子面的需风量Q，计算第n+1风机1的供风量Qn+1及压力Pn+1，以此类推计算其余风机的供风量及风压；根据各个风机的供风量、风压和各段风管的直径，选取合适型号的第一风机至第n+1风机；步骤二、将第一风机放置在距离洞口30米外，将第一风机出风口的通风管2置入第一风道3的进口，第二风机1进风口的通风管2置入第一风道3的出口；依次类推，直至将第n-1风机出风口的通风管置入第n风道的进口，将第n+1风机的进风口通风管置入第n风道的出口，使得新鲜风依次通过第一风机、第一风道、…、第n风道和第n+1风机送至掌子面。5.如权利要求4的方法，其特征在于，每个风机的通风管置入风道的深度为1-2m。本专利技术的有益效果是：通过在隧道中设置多个风道，将多个风机串联形成通风风道，该专利技术可实现特长独头通风隧道施工通风需求、切实保证通风效果及质量。同时，该专利技术对隧道断面适应性强、对隧道施工影响小、无需平行导坑极大地减少了设计及施工投入。附图说明图1为本专利技术特长独头通风隧道风道通风结构的结构示意图。其中，1.风机，2.通风管，3.风道，4.掌子面，5.隧道。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供了一种特长独头通风隧道风道通风结构，如图1所示，包括n+1个风机1，每个所述风机1的出风端均设有通风管2，其中第一风机1设置在所述隧道5外，其余风机1均匀间隔地设置于隧道5内。n个风道3设置在两两相邻风机1之间，用于将两两相邻风机1的通风管路连通；每个风道3包括进口和出口，其中，位于隧道5内部的第n个风机1置于所述第n-1风道的出口内，所述第n个风机1的通风管2插入所述第n风道。n个风门设置在每个所述风道3的进口处。特长独头通风隧道的长度在10km以上，通常会布置多个风机在隧道内接力通风，但是如此长的隧道通风效果非常不好，所以在两两相邻风机1之间设置风道3，可以很好的将两两风机1之间进行连接，保证了特长隧道的通风效果。其中，位于隧道5外的所述第一风机1距离洞口大于30米。每个所述风道3的断面面积大于9m2，长度大于10m。本专利技术还提供了一种特长独头通风隧道风道通风方法，具体实施步骤入下：步骤一、根据相关规范及设计要求计算掌子面需风量Q，需风量按洞内同时作业最多人数、洞内允许最小风速、一次性爆破所需要排除的炮烟量、内燃机械设备总功率分别计算，取其中最大值作为控制风量，最后进行海拔修正；根据各段隧道断面大小分别选取通风管1、通风管2、通风管3、通风管n的直径，尽量选择直径较大的通风管；根据掌子面的需风量Q，计算第n+1风机的供风量Qn+1及压力Pn+1，以此类推计算其余风机的供风量及风压；式中，β—百米漏风率；L—通风距离，m；式中，Pn+1—风机应提供的风压，Pa；λ—风管摩擦阻力系数；d—风管直径，m；ρ—空气密度。根据各个风机的供风量、风压和各段风管的直径，选取合适型号的第一风机至第n+1风机。由于风机有其自身的技术特征，在与不同直径、不同类型风管配合使用时显示出不同的工效，因此在选用风机时需要进行风机、风管特征曲线的匹配，最终选取合适的型号。具体标准为：1.选取的风机可提供大于计算供风量的风量；2.选取的风机可提供足以克服通风系统阻力的压力；3.在满足以上两个条件的同时，保证该风机能在高效区运行。步骤二、将风机1放置在距离洞口30米外，采用压入式通风，通过软风管将新鲜风送至掌子面，当开挖达到一定距离L1时，在隧道轴向一侧开挖断面大小为A1㎡、长B1m的风道1。当掌子面开挖长度大于(L1+B1+20)m时，将通风管1的出风口送入风道1一端(送入长度通常为1-2m)，在风道1另一端安装风机2，通过通风管2继续向掌子面送风，同时在风道1两端设置风门；依此类推，直至将通风管n-1的出风口送入风道n一端(送入长度通常为1-2m)，在风道n另一端安装风机n+1，通过通风管n继续向掌子面送风，同时在风道n两端设置风门，完成施工通风任务。本专利技术的特长独头通风隧道风道通风结构及其通风方法，通常在特长独头通风隧道施工通风中研究的重点在于通风机性能及风管性能的提升，而本专利技术研究的重点在于通风方式的创新，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特长独头通风隧道风道通风结构，其特征在于，包括：/nn+1个风机(1)，每个所述风机(1)的出风端均设有通风管(2)，其中第一风机(1)设置在所述隧道(5)外，其余风机(1)均匀间隔地设置于隧道(5)内；/nn个风道(3)，设置在两两相邻风机(1)之间，用于将两两相邻风机(1)的通风管路连通；每个风道(3)包括进口和出口，其中，位于隧道5内部的第n个风机(1)置于所述第n-1风道的出口内，所述第n个风机(1)的通风管(2)插入所述第n风道；/nn个风门，设置在每个所述风道(3)的进口处。/n

【技术特征摘要】
1.一种特长独头通风隧道风道通风结构，其特征在于，包括：
n+1个风机(1)，每个所述风机(1)的出风端均设有通风管(2)，其中第一风机(1)设置在所述隧道(5)外，其余风机(1)均匀间隔地设置于隧道(5)内；
n个风道(3)，设置在两两相邻风机(1)之间，用于将两两相邻风机(1)的通风管路连通；每个风道(3)包括进口和出口，其中，位于隧道5内部的第n个风机(1)置于所述第n-1风道的出口内，所述第n个风机(1)的通风管(2)插入所述第n风道；
n个风门，设置在每个所述风道(3)的进口处。


2.如权利要求1所述的特长独头通风隧道风道通风结构，其特征在于，位于隧道(5)外的所述第一风机(1)距离洞口大于30米。


3.如权利要求1所述的特长独头通风隧道风道通风结构，其特征在于，每个所述风道(3)的断面面积大于9m2，长度大于10m。


4.一种特长独头通风隧道风道接力通风方法，采用权利要求1-4中任意一项所述的一种特长独头通风隧道风道通风结构，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、根据特长独头通风隧道通风要求计算掌子面(4)需风量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卓，张俊，翟康博，徐海廷，刘亚飞，尹龙，徐伟，刘石磊，谷晴天，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，中铁隧道勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44