一种稀释隧道围岩渗出有害气体的试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种稀释隧道围岩渗出有害气体的试验装置及方法，包括保温箱箱体、棚式支撑架、传感器组件、加热装置、进气组件、出气组件、有害气体储气罐和气体流量控制计，棚式支撑架设置在保温箱箱体内，传感器组件和加热装置设置在棚式支撑架内，其中传感器组件用于检测有害气体浓度、温度和湿度，进气组件和出气组件与棚式支撑架连通，用于向棚式支撑架内通入空气以及排出内部的有害气体。通过测试小白鼠生理指标的变化来反映高温高湿隧道环境下围岩渗出有害气体的危害特征，通过调节风机参数，基于小白鼠生理指标的变化规律，研究隧道通风对有害气体的稀释效果，探明新型通风组件在高温高湿及有害气体隧道环境下最优通风方式及通风参数。式及通风参数。式及通风参数。

【技术实现步骤摘要】
一种稀释隧道围岩渗出有害气体的试验装置及方法


[0001]本专利技术涉及隧道有害气体危害特征试验，具体为一种稀释隧道围岩渗出有害气体的试验装置及方法。

技术介绍

[0002]川藏铁路隧道沿线地质条件复杂，高地温、高地应力现象显著。根据川藏铁路工程地勘资料，川藏铁路隧道沿线有害气体主要有H2S、SO2、CO、CO2、NO2等。在隧道施工的扰动下，赋存于深大断裂带中的有害气体可能会沿着节理裂隙运移至隧道洞身附近，危害施工作业人员的安全和健康。此外，川藏铁路隧道高温高湿环境特征显著，围岩渗出有害气体在此环境条件下的危害特征不明，严重影响了作业人员的身体健康及工程施工进度，是亟待解决的工程难题。
[0003]现有的研究集中于研发高温高湿环境试验箱，缺乏模拟隧道高温高湿及有害气体环境的试验装置，无法探明高温高湿隧道环境条件下围岩渗出有害气体的危害特征。隧道通风是一种稀释有害气体浓度、降低环境温湿度，保证隧道空气质量的有效措施。而对于川藏铁路隧道，其高温高湿及有害气体环境特征显著，现有通风装置通风效率较低，通风效果较差，无法满足高温高湿及有害气体隧道施工通风需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种稀释隧道围岩渗出有害气体的试验装置及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种稀释隧道围岩渗出有害气体的试验装置，包括保温箱箱体、棚式支撑架、传感器组件、加热装置、进气组件、出气组件、有害气体储气罐和气体流量控制计，其中：
[0007]所述棚式支撑架设置在保温箱箱体内，传感器组件和加热装置设置在棚式支撑架内，其中传感器组件用于检测有害气体浓度、温度和湿度，所述进气组件和出气组件与棚式支撑架连通，用于向棚式支撑架内通入空气以及排出内部的有害气体，有害气体储气罐通过气体流量控制计与棚式支撑架连通。
[0008]优选的，所述进气组件包括气泵、进气管、连通管、出气管，所述气泵与进气管连通，出气管通过连通管与进气管连通，而出气管转动安装在连通管上，出气管位于棚式支撑架内。
[0009]优选的，所述进气组件还包括涡轮、伸缩杆组件，所述涡轮转动安装在进气管内，而伸缩杆组件的一端与涡轮连接，另一端与出气管连接。
[0010]优选的，所述进气组件还包括伸缩软管和连接架，所述伸缩软管与进气管连通，另一端与连通管连通，连接架的一端活动安装在进气管上，另一端固套在连通管上。
[0011]优选的，所述出气组件包括废气处理系统和排气管，排气管通过风机与废气处理系统连通，排气管位于棚式支撑架内。
[0012]优选的，所述传感器组件由有害气体传感器、温度传感器和湿度传感器组成。
[0013]优选的，所述试验装置还包括加湿器。
[0014]优选的，所述保温箱箱体为敞口设置，其中保温箱箱体的顶部设有盖板，并且保温箱箱体的前侧设有可开启或关闭的保温箱前面板。
[0015]一种新型的稀释隧道围岩渗出有害气体的试验方法，包括以下步骤：
[0016]S1.将保温箱箱体顶部的盖板拆除，使得保温箱箱体呈敞口状态；
[0017]S2.在保温箱箱体内设置棚式支撑架，而棚式支撑架的顶部布置围岩模板，以及在棚式支撑架的侧面设置掌子面模板，将加热装置、加湿器和传感器组件布置在棚式支撑架内；
[0018]S3.在棚式支撑架、围岩模板、掌子面模板与保温箱箱体之间浇筑围岩相似模型，进而构筑围岩模型；
[0019]S4.围岩模型构筑完成后，打开保温箱前面板，拆除围岩模板、掌子面模板，而后安装盖板；
[0020]S5.布置进气组件、出气组件和气体流量控制计，使得上述部件与棚式支撑架内部连通；
[0021]S6.选取6只健康状况良好，体重基本相同、性别一致的SPF级小鼠放入隧道环境中，关闭保温箱前面板；
[0022]S7.打开加热装置，使温度传感器示数为既定试验温度，打开加湿器，使湿度传感器示数为既定试验湿度，随后调节气体流量控制计，使有害气体传感器的示数为既定试验有害气体种类及浓度；
[0023]S8.培养小鼠一周，培养结束后，打开保温箱前面板，取出试验小鼠，对小鼠生理指标如，体重、血红蛋白、白细胞、谷丙转氨酶等进行测试，记录测试结果，分析高温高湿隧道环境下围岩渗出有害气体的危害特征；
[0024]S9.运行进气组件，进而向隧道环境输入新鲜空气，并且出气组件同步运行，进而抽出隧道环境废气，通过废气处理系统净化后排出，用于模拟混合式通风；
[0025]S10.在上述通风方式下，培养小鼠一周，培养结束后，打开保温箱前面板，取出试验小鼠，对小鼠生理指标如，体重、血红蛋白、白细胞、谷丙转氨酶等进行测试，记录测试结果。同时记录温度传感器、湿度传感器及有害气体传感器示数。
[0026]S11.对比S8和S10测试结果，综合分析小鼠生理指标、环境温湿度、有害气体浓度的变化规律，得出本试验装置对高温高湿及有害气体隧道的通风效果；
[0027]S12.重复S9
‑
S10，将进气组件与出气组件更换为普通轴流风机和通风风管，并将测试结果与S10进行对比，分析本试验装置对于高温高湿及有害气体隧道通风效率的提升效果。
[0028]S13.重复S9
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S10，改变进气组件、出气组件的工作状态，并将测试结果与S10进行对比，分析本试验装置在隧道高温高湿及有害气体环境下的最优通风方式；
[0029]S14.重复S9
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S10，改变进气组件、出气组件的通风参数，如风量和风压，并将测试结果与S10进行对比，分析本试验装置在隧道高温高湿及有害气体环境下的最优通风参数。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0031]本专利技术提出了一种新型的通风组件，包括进气组件与出气组件。其中进气组件主
要包括气泵、进气管、连通管、出气管、涡轮、伸缩杆组件、伸缩软管及连接架。出气组件主要包括废气处理系统和排气管。该新型通风组件可实现进气组件长度的手动快速调节，且能够大幅提高通风效率。
[0032]本专利技术提出了一种试验方法，通过测试小白鼠生理指标的变化来反映高温高湿隧道环境下围岩渗出有害气体的危害特征。通过调节进气组件与出气组件的工作状态及参数，基于小白鼠生理指标、环境温湿度、有害气体浓度的变化规律，得出本试验装置对高温高湿及有害气体隧道的通风效果，探明新型通风组件在高温高湿及有害气体隧道环境下最优通风方式及通风参数。
附图说明
[0033]图1为本专利技术整体结构的主视图；
[0034]图2为本专利技术整体结构的侧视图；
[0035]图3为本发中进气组件的三维示意图；
[0036]图4为图3的全剖视图
[0037]图中：1保温箱箱体、2棚式支撑架、3传感器组件、4加热装置、5进气组件、6出气组件、7加湿器、8有害气体储气罐、9气体流量控制计、11盖板、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀释隧道围岩渗出有害气体的试验装置，包括保温箱箱体(1)、棚式支撑架(2)、传感器组件(3)、加热装置(4)、进气组件(5)、出气组件(6)、有害气体储气罐(8)和气体流量控制计(9)，其特征在于：所述棚式支撑架(2)设置在保温箱箱体(1)内，传感器组件(3)和加热装置(4)设置在棚式支撑架(2)内，其中传感器组件(3)用于检测有害气体浓度、温度和湿度，所述进气组件(5)和出气组件(6)与棚式支撑架(2)连通，用于向棚式支撑架(2)内通入空气以及排出内部的有害气体，有害气体储气罐(8)通过气体流量控制计(9)与棚式支撑架(2)连通。2.根据权利要求1所述的一种稀释隧道围岩渗出有害气体的试验装置，其特征在于：所述进气组件(5)包括气泵(51)、进气管(52)、连通管(53)、出气管(54)，所述气泵(51)与进气管(52)连通，出气管(54)通过连通管(53)与进气管(52)连通，而出气管(54)转动安装在连通管(53)上，出气管(54)位于棚式支撑架(2)内。3.根据权利要求2所述的一种稀释隧道围岩渗出有害气体的试验装置，其特征在于：所述进气组件(5)还包括涡轮(55)、伸缩杆组件(56)，所述涡轮(55)转动安装在进气管(52)内，而伸缩杆组件(56)的一端与涡轮(55)连接，另一端与出气管(54)连接。4.根据权利要求2所述的一种稀释隧道围岩渗出有害气体的试验装置，其特征在于：所述进气组件(5)还包括伸缩软管(57)和连接架(58)，所述伸缩软管(57)与进气管(52)连通，另一端与连通管(53)连通，连接架(58)的一端活动安装在进气管(52)上，另一端固套在连通管(53)上。5.根据权利要求1所述的一种稀释隧道围岩渗出有害气体的试验装置，其特征在于：所述出气组件(6)包括废气处理系统(61)和排气管(62)，排气管(62)通过风机与废气处理系统(61)连通，排气管(62)位于棚式支撑架(2)内。6.根据权利要求1所述的一种稀释隧道围岩渗出有害气体的试验装置，其特征在于：所述传感器组件(3)由有害气体传感器(31)、温度传感器(32)和湿度传感器(33)组成。7.根据权利要求1所述的一种稀释隧道围岩渗出有害气体的试验装置，其特征在于：所述试验装置还包括加湿器(7)。8.根据权利要求1所述的一种稀释隧道围岩渗出有害气体的试验装置，其特征在于：所述保温箱箱体(1)为敞口设置，其中保温箱箱体(1)的顶部设有盖板(11)，并且保温箱箱体(1)的前侧设有可开启或关闭的保温箱前面板。9.一种新型的稀释隧道围岩渗出有害气体的试验方法，其特征在于，包括以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟祖良，喻渝，王群力，刘新荣，周小涵，王，谭永杰，李奎，
申请(专利权)人：重庆大学中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：