一种隧道施工的供氧、降温和除尘方法技术

本发明专利技术公开了一种隧道施工的供氧、降温和除尘方法，包括沿同向持续向前掘进多条导洞；沿掘进方向每间隔X米设置一条用于连通各导洞的横向通道；以压入式通风向各条导洞的掌子面输入洞外空气；检测掌子面附近的氧含量、温度和含尘量；当含氧量达到阈值A1时，在掌子面附近通过移动式制氧设备局部制氧；当温度达到阈值B1时，在掌子面附近通过移动式制冷设备局部制冷；当含尘量达到阈值C1时，在掌子面附近通过移动式除尘设备局部吸尘。在压入式通风方式逐渐失效的情况下，通过移动式设备对掌子面附近的作业环境进行针对性改善，从而能够以满足施工要求。施工要求。施工要求。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道施工的供氧、降温和除尘方法


[0001]本专利技术主要涉及隧道施工
，尤其涉及一种隧道施工的供氧、降温和除尘方法。

技术介绍

[0002]在隧道施工过程中，为了保障施工人员的身体健康，需对洞内环境进行调控以实现洞内氧气充足、温度适宜且有害物质(如粉尘)浓度达标。传统的调控方法包括由洞外向洞内输入新鲜空气，并由洞内向洞外输出二氧化碳含量过高、温度过高和有害物质浓度过高的污浊空气，以置换的形式保证洞内的持续供氧、降温和除尘。而当隧道长度大、海拔高且穿越地热带时，由于洞外氧气稀薄、洞内因高温耗氧增加，且长距离输送过程中因泄漏、阻力等造成耗损，到达掌子面的风量难以满足供氧、降温和除尘要求，即传统的调控方法失效。因此，亟需一种能够适用于高海拔地区穿越高温带的长隧道施工的供氧、降温和除尘方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种适用于高海拔地区穿越高温带的隧道施工的供氧、降温和除尘方法。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种隧道施工的供氧、降温和除尘方法，包括以下步骤：
[0006]步骤S1：沿同向持续向前掘进多条导洞；
[0007]步骤S2：沿掘进方向每间隔X米设置一条用于连通各导洞的横向通道；
[0008]步骤S3：以压入式通风向各条导洞的掌子面输入洞外空气；
[0009]步骤S4；检测掌子面附近的氧含量、温度和含尘量；
[0010]步骤S5：当含氧量达到阈值A1时，在掌子面附近通过移动式制氧设备局部制氧；
[0011]步骤S6；当温度达到阈值B1时，在掌子面附近通过移动式制冷设备局部制冷；
[0012]步骤S7：当含尘量达到阈值C1时，在掌子面附近通过移动式除尘设备局部吸尘。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进：
[0014]所述步骤S3包括：
[0015]步骤S3.1：开启掘进方向最前端的Y条横向通道，并封闭剩余横向通道；
[0016]步骤S3.2：经一条导洞向各个掌子面同时通入洞外空气，洞内空气经开启状态的横向通道进入其余导洞并向洞外排出。
[0017]所述步骤S3.2包括：
[0018]步骤S3.2.1：分别计算洞内允许最小风量Q1、洞内同一时间最多工作人员数量所需最小风量Q2、爆破排烟最小风量Q3和稀释内燃机废气最小风量Q4；
[0019]步骤S3.2.2：取Q1、Q2、Q3和Q4中的最大值作为控制设计通风量Q；
[0020]步骤S3.2.3：根据设计通风量Q计算风机出口需风量Q机；
[0021]步骤S3.2.4：根据风机出口需风量Q
机
选择向导洞(1)内通入洞外空气的风机型号。
[0022]所述步骤S3.2还包括：
[0023]步骤S3.2.5：检测洞内人数，并根据洞内人数调节风机输出风量。
[0024]所述供氧、降温和除尘方法还包括：
[0025]步骤S8：当导洞(1)深度达到L
max
时，停止所述步骤S2和所述步骤S3。
[0026]在所述步骤S8后，还包括：
[0027]步骤S9：距掌子面Z米设置气帘。
[0028]计算洞内允许最小风量Q1的公式为：
[0029]Q1＝v
min
A
[0030]其中：v
min
‑
保证洞内稳定风流之最小允许风速、A
‑
最大开挖断面。
[0031]计算洞内同一时间最多工作人员数量所需最小风量Q2的公式为：
[0032]Q2＝S
×
M
[0033]其中：S
‑
每人每分钟所需新鲜空气量、M
‑
洞内同时工作的最多人数。
[0034]计算爆破排烟最小风量Q3的公式为：
[0035][0036]其中：t
‑
爆破排烟时间、G
‑
单次炸药最大使用量、A
‑
最大开挖断面、L0‑
通风长度；
[0037]L0＝K0L
t
[0038]其中：K0‑
安全系数、L
t
‑
炮烟的抛掷长度。
[0039]计算稀释内燃机废气最小风量Q4的公式为：
[0040][0041]其中：k
‑
功率通风计算系数、T
i
‑
各台柴油机设备工作时柴油机利用率系数、N
i
‑
某类内燃设备总台数、M
i
‑
各台柴油设备的额定功率。
[0042]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0043]在常规技术手段所采取的单纯压入式通风方式将随着隧道深度的增加而逐渐失效的情况下，通过设置步骤S4，对掌子面附近的氧含量、温度和含尘量分别进行持续检测，当任一指标下降至最低要求时，便对应启动步骤5、步骤6或步骤7，利用移动式设备对掌子面附近的作业环境进行针对性改善，从而以满足施工要求。
附图说明
[0044]图1是隧道施工的供氧、降温和除尘方法的流程图；
[0045]图2是步骤S1时的隧道结构示意图；
[0046]图3是步骤S2时的隧道结构示意图；
[0047]图4是步骤S3时的隧道结构示意图；
[0048]图5是步骤S5的隧道结构示意图；
[0049]图6是步骤S9时的隧道结构示意图。
[0050]图中各标号表示：1、导洞；11、掌子面；2、横向通道；3、制氧设备；4、制冷设备；5、除
尘设备；6、气帘。
具体实施方式
[0051]以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0052]如图1至图6所示，本实施例的隧道施工的供氧、降温和除尘方法，包括以下步骤：
[0053]步骤S1：沿同向持续向前掘进多条导洞1；
[0054]步骤S2：沿掘进方向每间隔X米设置一条用于连通各导洞1的横向通道2；
[0055]步骤S3：以压入式通风向各条导洞1的掌子面11输入洞外空气；
[0056]步骤S4；检测掌子面11附近的氧含量、温度和含尘量；
[0057]步骤S5：当含氧量达到阈值A1时，在掌子面11附近通过移动式制氧设备3局部制氧；
[0058]步骤S6；当温度达到阈值B1时，在掌子面11附近通过移动式制冷设备4局部制冷；
[0059]步骤S7：当含尘量达到阈值C1时，在掌子面11附近通过移动式除尘设备5局部吸尘。
[0060]通过设置步骤S1和步骤S2，各条导洞1与横向通道2连通形成若干“n”字形风道，又通过设置步骤S3，当从一条导洞1输入洞外新鲜空气时，因洞内正压排挤洞内的污浊空气经横向通道2流进其余导洞1、并裹挟扬尘向洞外输出。因为洞外的新鲜空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道施工的供氧、降温和除尘方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：沿同向持续向前掘进多条导洞(1)；步骤S2：沿掘进方向每间隔X米设置一条用于连通各导洞(1)的横向通道(2)；步骤S3：以压入式通风向各条导洞(1)的掌子面(11)输入洞外空气；步骤S4；检测掌子面(11)附近的氧含量、温度和含尘量；步骤S5：当含氧量达到阈值A1时，在掌子面(11)附近通过移动式制氧设备(3)局部制氧；步骤S6；当温度达到阈值B1时，在掌子面(11)附近通过移动式制冷设备(4)局部制冷；步骤S7：当含尘量达到阈值C1时，在掌子面(11)附近通过移动式除尘设备(5)局部吸尘。2.根据权利要求1所述的隧道施工的供氧、降温和除尘方法，其特征在于：所述步骤S3包括：步骤S3.1：开启掘进方向最前端的Y条横向通道(2)，并封闭剩余横向通道(2)；步骤S3.2：经一条导洞(1)向各个掌子面(11)同时通入洞外空气，洞内空气经开启状态的横向通道(2)进入其余导洞(1)并向洞外排出。3.根据权利要求2所述的隧道施工的供氧、降温和除尘方法，其特征在于：所述步骤S3.2包括：步骤S3.2.1：分别计算洞内允许最小风量Q1、洞内同一时间最多工作人员数量所需最小风量Q2、爆破排烟最小风量Q3和稀释内燃机废气最小风量Q4；步骤S3.2.2：取Q1、Q2、Q3和Q4中的最大值作为控制设计通风量Q；步骤S3.2.3：根据设计通风量Q计算风机出口需风量Q
机
；步骤S3.2.4：根据风机出口需风量Q
机
选择向导洞(1)内通入洞外空气的风机型号。4.根据权利要求3所述的隧道施工的供氧、降温和除尘方法，其特征在于：所述步骤S3.2还包括：步骤S3.2.5：检测洞内人数，并根据洞内人数调节风机输出风量。5.根据权利要求1所述的隧道施工的供氧、降温和除尘方法，其特征在于：所述供氧、降温和除尘方法还包括：步骤S8：...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊胜，陈德斌，付军，乔世范，范传刚，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：