小半徑螺旋隧道施工通風工法的製作方法

2023-09-15 11:10:20

專利名稱：小半徑螺旋隧道施工通風工法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種隧道施工通風技術，特別是涉及一種小半徑螺旋隧道施工通風工 法。
背景技術：
在隧道鑽爆法施工過程中，因放炮而產生炮煙，炮煙造成作業面的環境汙染，影響 隧道的正常施工，因此需要採用通風換氣的方式，將炮煙降到允許的濃度，滿足工人開挖作 業需要。通常採用管道通風和巷道通風的方式，將新風送到工作面，用以稀釋和排除炮煙， 創造一個比較好的施工環境。螺旋上升的洞身相較於普通洞身對通風方法有著更高的要求，目前沒有專門針對 於小半徑螺旋上升洞身隧道的通風技術，特別是快速改善掌子面空氣品質，沒有相應的施 工通風技術可直接應用於今後同類公路、鐵路隧道施工通風。

發明內容
本發明的目的是提供一種小半徑螺旋隧道施工通風工法，該工法針對隧道掘進進 尺的深入，對於風量風速的不同要求採取了分階段遞進增強的通風模式，有效滿足施工期 間洞內作業人員機具對於空氣品質的要求；各類小半徑螺旋隧洞上坡掘進，施工期間的通 風皆可以按照本工法進行通風，改善洞內空氣品質，特別是快速改善掌子面空氣品質。為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是這樣的一種小半徑螺旋隧道施工 通風工法，通過洞口變速射流主風機壓入式通風產生巨大的壓力差，強迫掌子面的汙濁空 氣向洞口單向流動；根據洞內所需風量風速，分階段進行接力通風；第一階段只依靠洞口變速射流主風機壓入式通風方式運行，在掘進洞身前段採 用變極多速風機，根據實際需要的風量變風量送風，當汙染小時，開低速檔；當汙染量大時， 開高速檔；當實際需要的風量超過變速射流主風機能夠提供的最大供風量時，進入第二階 段通風模式；第二階段在掘進洞身中段串聯額定功率通風機，配合洞口變速射流主風機進行 接力通風；在掘進洞身後段時，在靠近掌子面的出風口再增加隧道引風機，與洞口變速射流 主風機及洞身中段串聯的額定功率通風機配合使用。作為優選隧道引風機將通風管末端壓力已減弱的新鮮空氣接力引射到掌子面， 接力引射最長距離為30m，最大引風量為450立方米/分鐘，隧道引風機的功率為7. 5kw。與現有技術相比，本發明的優點在於1.本施工通風工法，改變以往隧道鑽爆法施工過程中，通常採用的管道通風和巷 道通風方式，而是通過壓入式通風產生巨大的壓力差，強迫掌子面的汙濁空氣向洞口單向 流動，達到通風換氣的目的；2.根據洞內所需風量風速需要，分階段進行接力通風加強，加快空氣循環，改善洞 內空氣環境，簡單可靠，特別是易操作，有利於廣泛推廣應用，可以形成良好的施工環境，樹立文明施工的良好形象；採取該工法可以延長無軌運輸的隧道獨頭施工的長度而不會惡化 特別是掌子面作業環境，對於施工成本的降低、施工速度的加快均十分重要；有效地控制施 工中的塵毒汙染，保護施工人員的身體健康，確保勞動法規、職業病防治法等國家法令法規 的落實，由此帶來巨大的經濟效益和社會效益。


圖1為本發明兩個階段的通風方案布置示意圖。圖中1-掌子面，2-隧道引風機，3-額定功率通風機，4-洞口，5-變速射流主風 機，6-出風口，7-通風管。
具體實施例方式下面將結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。參見圖1，一種小半徑螺旋隧道施工通風工法，通過洞口 4變速射流主風機5壓入 式通風產生巨大的壓力差，強迫掌子面1的汙濁空氣向洞口 4單向流動；根據洞內所需風量 風速，分階段進行接力通風；第一階段只依靠洞口 4的變速射流主風機5壓入式通風方式運行，在掘進洞身前 段採用變極多速風機，變風量送風；當汙染小時，開低速檔；當汙染量大時，開高速檔；當高 速檔也不能滿足需要風量風壓時，進入第二階段通風模式；第二階段在掘進洞身中段串聯額定功率通風機3，配合洞口 4變速射流主風機5 進行接力通風；在掘進洞身後段時，在靠近掌子面1的出風口 6再增加隧道引風機2，與洞 口 4的變速射流主風機5及洞身中段串聯的額定功率通風機3配合使用。作為優選隧道引風機2將通風管7末端壓力已減弱的新鮮空氣接力引射到掌子 面1，接力引射最長距離可達30m，最大引風量可達450立方米/分鐘，所述隧道引風機2的 功率為7. Aw。其具體說明如下1.通風管材料選擇本工法實際採取的通風管為PVC拉鏈式通風管，通風管內部設有螺旋鋼絲圈，可 保證實際通風時通風管管身直徑大致一致，以減少不必要的通風阻力。通風管的主要控制指標，主要是通過通風時觀察PVC通風管內部設螺旋鋼圈部位 不得出現鼓大現象，即所謂的通風管「香腸」現象，以減小通風阻力，同時通風管不得有破 損，以免造成風量損失。2.風機設備選擇洞口風機宜採用軸流式多級變速通風機，在風機型號選擇時須按1. IQ需進 行選擇。(1.1是風量儲備係數，Qfs為實際測算需要的風量)。不同隧道實際採取的通風設 備選型應以實際測算風量和風壓的要求為基本依據進行選擇，隧道施工通風風量和風壓等 可按照如下系列公式和參數進行計算實際計算時可從如下四個方面考慮需要的通風量，即可滿足洞內空氣品質標準①洞內允許最低風速計算得％ ；②按洞內最多工作人員數計算得％ ；
③按排除爆破炮煙計算得( ；④按稀釋內燃機廢氣計算得仏。通過上述計算，取Q = Max(Q1, Q2, Q3,仏)，並考慮其它不利因素，計算出洞口風機 的需供風量=QfWM雅安經石棉至瀘沽高速公路為交通部批准的西部山區科技示範工程(交通 部一交函科教2007292號文，2007年8月15日)，其中《小半徑螺旋型曲線隧道通風技 術研究》科研項目將《幹海子隧道小半徑曲線隧道施工通風技術研究》作為一個重要的子課 題進行研究，施工期間對螺旋上升洞身通風技術進行了有益的科研和實踐，效果良好。下面以幹海子小半徑螺旋隧道為例對本發明通風工法和計算公式加以具體說 明雅瀘高速公路為克服12. 35公裡7 米的高差和避開斷裂帶、季節性冰凍帶以及 季節性積雪冰凍，創造性地設計了世界罕見的雙螺旋小半徑曲線隧道，幹海子螺旋隧道就 屬於其中一座，幹海子隧道左線全長1713m，右線全長1798m。具體所需風量計算A、按洞內允許最低風速計算=Q1 = 60XVXS(m7min)(式中V-洞內允許最小風 速，取0. 15m/s ；洞內風速要求，全斷面開挖時應不小於0. 15m/s，坑道內應不小於0. 25m/s, 但均不得大於6m/s，S-開挖斷面積，60-min和s換算常數)；B、按洞內最多工作人員數計算Q2 = 3XkXm(m7min)(式中3_每人每分鐘需供 應新鮮空氣標準(m7min)，k-風量備用係數，取1.25，m-同一時間內工作最多人數，按80 人計)；C、按排除爆破炮煙計算風量
權利要求
1.一種小半徑螺旋隧道施工通風工法，其特徵在於通過洞口變速射流主風機壓入式 通風產生的壓力差，強迫掌子面的汙濁空氣向洞口單向流動；根據洞內所需風量風速，分階 段進行接力通風；第一階段只依靠洞口變速射流主風機壓入式通風方式運行，在掘進洞身前段採用變 極多速風機，根據實際需要的風量變風量送風；當實際需要的風量超過變速射流主風機能 夠提供的最大供風量時，進入第二階段通風模式；第二階段在掘進洞身中段串聯額定功率通風機，配合洞口變速射流主風機進行接力 通風；在掘進洞身後段時，在靠近掌子面的出風口再增加隧道引風機，與洞口所述變速射流 主風機及洞身中段串聯的所述額定功率通風機配合使用。
2.根據權利要求1所述的小半徑螺旋隧道施工通風工法，其特徵在於所述隧道引風 機將通風管末端壓力已減弱的新鮮空氣接力引射到掌子面，所述接力引射最長距離為30m， 最大引風量為450立方米/分鐘，所述隧道引風機的功率為7. 5kw。
全文摘要
本發明公開了一種小半徑螺旋隧道施工通風工法，涉及一種隧道施工通風技術，用於解決各類小半徑螺旋隧洞上坡掘進過程中通風的問題；通過洞口變速射流主風機壓入式通風產生巨大的壓力差，強迫掌子面的汙濁空氣向洞口單向流動；根據洞內所需風量風速，分階段進行接力通風。本發明對於風量風速的不同要求採取了分階段遞進增強的通風模式，有效滿足施工期間洞內作業人員對於空氣品質的要求；各類小半徑螺旋隧洞上坡掘進，施工期間的通風皆可以按照本工法進行通風，改善洞內空氣品質，特別是快速改善掌子面空氣品質。
文檔編號E21F1/08GK102121391SQ20111010175
公開日2011年7月13日 申請日期2011年4月22日 優先權日2011年4月22日
發明者周川嶺, 李文軍, 李治強, 樊建國, 武旭升 申請人:中鐵二十三局集團第三工程有限公司