一种基于超长储风室的长大隧道施工通风系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于超长储风室的长大隧道施工通风系统及通风方法，以横洞段布置供风系统，经硬质风管过渡接入密封布置于平行导洞的超长储风室，超长储风室始端布置有升压设备，末端横向错开布置有至少两台及以上数量的轴流风机，用以对储备风流进行二次分配，独立供给作业面，末端轴流风机接软风管，沿平行导洞或平行导洞

【技术实现步骤摘要】
一种基于超长储风室的长大隧道施工通风系统及方法


[0001]本专利技术属于隧道施工通风领域，具体的说，涉及一种基于超长储风室的长大隧道施工通风系统及通风方法。

技术介绍

[0002]随着我国隧道施工技术水平的不断提高，长大隧道多采用设置斜井或横洞辅助施工的方式以实现“长隧短打”的工程需求，这导致洞内出现多支洞多工作面的复杂地下施工环境，施工通风成为影响施工安全和质量的突出难题。
[0003]在单斜井(横洞)双正洞多开挖面平行施工条件下，传统压入式通风及巷道式通风方法无法满足日益增加的通风需求，主要存在的问题是：随着通风长度的增加，通风长度大于3000m后，独头压入式通风无法满足作业段实际需风要求，且洞内难以形成巷道式通风条件，通风系统布置受限；受净空断面影响，各施工掌子面无法实现独立供风，繁冗的管线布置及风量分流致使掌子面供风效率进一步锐减；洞内多支洞多掌子面开挖的复杂施工环境下，交通输运组织与风流组织难以兼容，渣车携带弃渣所致粉尘及来往车辆内燃设备排污易在洞内形成二次污染；通风管路维护困难、通风能耗高，效果差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0005]本专利技术还有一个目的是提供一种基于超长储风室的长大隧道施工通风方法，使用该通风方法对横洞进入双正洞多工作面施工的长大隧道进行长距离送风，能够实现多掌子面的独立供风，简化洞内风流路径，有效延伸极限通风长度，协同交通运输组织，规避二次污染，确保长大隧道多掌子面施工的工程环境及施工进度与安全。
[0006]本专利技术实现其专利技术目的及其他优点所采用的技术手段是，一种基于超长储风室的长大隧道施工通风系统，所述的隧道包括横洞、与横洞相连的平行导洞、通过多个辅助横通道与平行导洞相连的隧道主洞；所述的通风系统主要包括：
[0007]供风系统，所述的供风系统布置于隧道的横洞洞口外，将洞外大气环境中新鲜空气输送至洞内储风系统中以便后续对新鲜风的二次分配及利用；
[0008]储风系统，所述的储备系统由储风室构成，布置于平行导洞之中，起始于平行导洞与横洞交叉口处，止于洞内某一辅助横通道后方，负责新鲜风的洞内储备及二次分配利用；
[0009]分配系统，所述的分配系统由储风系统末端布置的轴流风机及平行导洞中布置的风流管路组成，用于将储风系统中的新鲜风按需求分配输送至各施工掌子面前。
[0010]本技术方案优选的，所述的供风系统包括至少一台布置于横洞洞外的轴流风机和至少一根与所述轴流风机相连并沿横洞布置最终接入储风系统的风管；本技术方案优选的，所述的轴流风机根据实际开挖掌子面数量及各掌子面需风量进行选型设计，以提供储风室足够风量供给分配；所述的风管选用PVC双抗软管，风管尺寸根据管路数量及横洞断面
净空限制综合选定；所述的风管末端通过储风室始端密封风墙预留孔洞接入储风系统；
[0011]本技术方案优选的，所述的储风系统位于平行导洞之中，包括始端加压区域及长储风室；本技术方案优选的，储风系统始末两端均做密封处理；优选的，所述的储风系统长度非固定值，由洞内现阶段最大掘进长大决定，储风室的搭建是一个不断变化适配的过程，本技术方案中，储风系统末端布置原则是，布置于多掌子面开挖过程中离风流出口最近处掌子面后两个辅助横通道处，所述的两个辅助横通道中离掌子面更近的辅助横通道用以布置风管以引导新风至掌子面，所述的两个辅助横通道中离掌子面更远的辅助横通道作为所有开挖作业面污染物排出通道；所述的储风系统末端布置原则是，随着距储风室最近端施工掌子面与下一掌子面负责施工段贯通，储风系统末端布置前移至与此刻最近施工掌子面相隔两个辅助横通道。
[0012]本技术方案优选的，所述的储风系统始端加压区域配置有升压装置，所述的升压装置接过渡段硬质风管，所述的过渡段硬质风管接供风系统软风管，以防止软管直连升压装置由负压作用所导致的断面内缩，致使风量变小降低通风效率。常压风流通风供风系统注入储风系统经升压装置升压后以高压气流形式向储风室推进新风。优选的，若工程所需风量较大，储风室过长，升压装置提供风压难以满足需求，可按所需在储风室中配置射流风机及做升压作用。
[0013]本技术方案优选的，所述的分配系统布置于储风系统及隧道主洞之中，包括中控室、至少两台及以上数量的轴流风机及与之相连的软风管；本技术方案优选的，所述的中控室布置在储风室段任一辅助横通道内；所述的中控室可集中控制储风室末端布置轴流风机开启数量及开启档位；所述的轴流风机以一定间距横向错开布置于储风室末端；优选的，最靠近储风室末端的轴流风机接软风管，所述的软风管穿过密封墙后沿平行导洞直线布置，最终中止于平行导洞施工掌子面前10～20m范围；优选的，除最靠近储风室末端的轴流风机外，其余至少一台及以上数量的轴流风机负责隧道主洞各掌子面的供风，分别独立接软风管，所述的软风管穿过密封墙后沿平行导洞布置，直至对应正洞施工掌子面前辅助横通道位置，沿辅助横通道进入正洞后沿正洞布置直至正洞施工掌子面前10～20m范围内。
[0014]另一方面，本专利技术还提供了一种采用所述的基于超长储风室的长大隧道施工通风系统的通风方法，包括以下步骤：
[0015]S1：分析隧道内污染源并确定通风标准；
[0016]S2：设计通风系统，计算配设风机，实施通风方案；
[0017]S3：随隧道主洞同时施工掌子面数量上升及通风距离的增长，核算系统风压，并增设射流风机。
[0018]所述的步骤S2中的通风系统具体包括：采用在横洞段布置供风系统，横洞进口处布设轴流风机，引导新风沿风管进入储风室；采用在平行导洞段布置储风系统，风室始末端均由密封墙封闭，始端位置存在升压设备，接过渡段硬质风管，加速风流流动至风室末端；采用在风室末端布置两台及以上数量的轴流风机做风流二次分配，风室任一适当位置辅助横通道内设备有中控室，根据洞内实际同时爆破的工作面数量及风流需求集中控制工作风机数量及档位；末端轴流风机接软风管沿平行导洞/平行导洞
‑
辅助横通道
‑
正洞布置直至掌子面前方。
[0019]所述的步骤S2中计算配设风机具体包括计算储风室末端布置轴流风机风量；计算
供风系统风机风量。
[0020]其中隧道平行导洞正洞同步施工，此时正洞共有n个掌子面正在工作，平行导洞1个掌子面正在施工，总共施工的掌子面为n+1个，假定平行导洞施工掌子面需风量为Qb、正洞施工掌子面需风量为Q
ai
＝Q
a1
、Q
a2
、Q
a3
…
Q
an
。
[0021]若按各施工掌子面同时施工爆破，同时供风，所需风仓储风量将异常的大，实际工程中受洞内交通限制及出渣车辆输运组织安排，洞内施工掌子面很难出现同时爆破的情况，假定1：洞内最大同时爆破数量为2，此时存在两种情况，一是共计两个正洞施工掌子面同时爆破；二是平行导洞施工掌子面与某一正洞施工掌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超长储风室的长大隧道施工通风系统，隧道包括横洞、与横洞相连的平行导洞、通过多个辅助横通道与平行导洞相连的隧道主洞；其特征在于，所述的通风系统主要包括：供风系统，所述的供风系统布置于隧道的横洞洞口外，将洞外大气环境中新鲜空气输送至洞内储风系统中以便后续对新鲜风的二次分配及利用；储风系统，所述的储备系统由储风室构成，布置于平行导洞之中，起始于平行导洞与横洞交叉口处，止于洞内某一辅助横通道后方，负责新鲜风的洞内储备及二次分配利用；分配系统，所述的分配系统由储风系统末端布置的轴流风机及平行导洞中布置的风流管路组成，用于将储风系统中的新鲜风按需求分配输送至各施工掌子面前。2.根据权利要求1所述的一种基于超长储风室的长大隧道施工通风系统，其特征在于，所述的供风系统包括至少一台布置于横洞洞外的轴流风机和至少一根与所述轴流风机相连并沿横洞布置最终接入储风系统的风管；所述的轴流风机根据实际开挖掌子面数量及各掌子面需风量进行选型设计，以提供储风室足够风量供给分配；所述的风管选用PVC双抗软管，风管尺寸根据管路数量及横洞断面净空限制综合选定；所述的风管末端通过储风室始端密封风墙预留孔洞接入储风系统。3.根据权利要求1所述的一种基于超长储风室的长大隧道施工通风系统，其特征在于，所述的储风系统位于平行导洞之中，包括始端加压区域及长储风室；储风系统始末两端均做密封处理；所述的储风系统长度非固定值，由洞内现阶段最大掘进长大决定，储风室的搭建是一个不断变化适配的过程，储风系统末端布置原则是，布置于多掌子面开挖过程中离风流出口最近处掌子面后两个辅助横通道处，所述的两个辅助横通道中离掌子面更近的辅助横通道用以布置风管以引导新风至掌子面，所述的两个辅助横通道中离掌子面更远的辅助横通道作为所有开挖作业面污染物排出通道；所述的储风系统末端布置原则是，随着距储风室最近端施工掌子面与下一掌子面负责施工段贯通，储风系统末端布置前移至与此刻最近施工掌子面相隔两个辅助横通道。4.根据权利要求1所述的一种基于超长储风室的长大隧道施工通风系统，其特征在于，所述的储风系统始端加压区域配置有升压装置，所述的升压装置接过渡段硬质风管，所述的过渡段硬质风管接供风系统软风管，常压风流通风供风系统注入储风系统经升压装置升压后以高压气流形式向储风室推进新风；若工程所需风量较大，储风室过长，升压装置提供风压难以满足需求，可按所需在储风室中配置射流风机及做升压作用。5.根据权利要求1所述的一种基于超长储风室的长大隧道施工通风系统，其特征在于，所述的分配系统布置于储风系统及隧道主洞之中，包括中控室、至少两台及以上数量的轴流风机及与之相连的软风管；所述的中控室布置在储风室段任一辅助横通道内；所述的中控室集中控制储风室末端布置轴流风机开启数量及开启档位；所述的轴流风机以一定间距横向错开布置于储风室末端；最靠近储风室末端的轴流风机接软风管，所述的软风管穿过密封墙后沿平行导洞直线布置，最终中止于平行导洞施工掌子面前10～20m范围；除最靠近储风室末端的轴流风机外，其余至少一台及以上数量的轴流风机负责隧道主洞各掌子面的供风，分别独立接软风管，所述的软风管穿过密封墙后沿平行导洞布置，直至对应正洞施工掌子面前辅助横通道位置，沿辅助横通道进入正洞后沿正洞布置直至正洞施工掌子面前10～20m范围内。
6.一种基于超长储风室的长大隧道施工通风系统的通风方法，其特征在于，采用权利要求1到5任一项所述的一种基于超长储风室的...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖晨，石江平，赵斌，
申请(专利权)人：中铁十八局集团第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：