公路隧道施工通風(fēng)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及公路隧道施工領(lǐng)域，尤其是一種公路隧道施工通風(fēng)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 雙桐公路隧道或者開挖有平導(dǎo)隧道的公路隧道施工過(guò)程中，根據(jù)隧道施工通風(fēng)需 風(fēng)量計(jì)算，需風(fēng)量由桐內(nèi)作業(yè)機(jī)械需風(fēng)量控制，而隨著掘進(jìn)距離的增加，桐內(nèi)運(yùn)輸車輛的臺(tái) 數(shù)逐漸增加，導(dǎo)致需風(fēng)量增大，通風(fēng)能耗逐漸增加，施工通風(fēng)方式需由最初的獨(dú)頭壓入式通 風(fēng)轉(zhuǎn)換為巷道式通風(fēng)，即一條隧道為進(jìn)風(fēng)巷，另一條隧道為回風(fēng)巷，開通靠近掌子面的橫通 道，形成進(jìn)風(fēng)巷一一橫通道一一回風(fēng)巷單通道巷道式通風(fēng)，目前隧道施工采用的是單通道 巷道式通風(fēng)。
[0003] 如公開號(hào)為CN101215973A和CN101225746A的專利文件均公開了類似上述通風(fēng)方 法，其即是采用上述單通道巷道式通風(fēng)，隨著隧道掘進(jìn)，在隧道前端新開辟橫通道，并封閉 原橫通道，構(gòu)成新的單通道通風(fēng)。其只保留最前端的橫通道通風(fēng)而封閉其余橫通道的目的 是為了防止出現(xiàn)漏風(fēng)或者出現(xiàn)污染物二次循環(huán)。
[0004] 但經(jīng)申請(qǐng)人研究發(fā)現(xiàn)，在隧道施工工程中，隧道前端的掌子面作業(yè)機(jī)械可認(rèn)為是 集中排污，回風(fēng)巷作業(yè)機(jī)械可認(rèn)為是均勻排污，采用上述通風(fēng)方式，在回風(fēng)巷中風(fēng)速的分布 如圖2所示，在回風(fēng)巷的掌子面至隧道桐口風(fēng)速恒定，相應(yīng)地，CO等污染物濃度在回風(fēng)巷中 分布如圖3所示，污染物濃度從掌子面至隧道桐口逐漸增大，呈=角形分布，在桐口污染物 最大，要確保其在設(shè)計(jì)濃度范圍內(nèi)，則需使回風(fēng)巷桐口風(fēng)速達(dá)到一定強(qiáng)度，但實(shí)際在隧道前 段污染物濃度較小，無(wú)須很大風(fēng)速就可使其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，而采用上述通風(fēng)方式，回風(fēng)巷中 風(fēng)速恒定，則無(wú)疑會(huì)造成很大地能源浪費(fèi)，導(dǎo)致其通風(fēng)能耗較高。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能耗較低的公路隧道施工通風(fēng)結(jié)構(gòu)。
[0006] 本實(shí)用新型公開的公路隧道施工通風(fēng)結(jié)構(gòu)，包括進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷，所述進(jìn)風(fēng)巷和 回風(fēng)巷前端為掌子面，所述進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷前段連通有的前段橫通道，所述進(jìn)風(fēng)巷中設(shè)置 有朝向隧道前端的風(fēng)機(jī)，所述回風(fēng)巷中設(shè)置有背向隧道前端的風(fēng)機(jī)，所述前段橫通道與隧 道桐口之間還設(shè)置有至少一個(gè)與前段橫通道同時(shí)通風(fēng)的中段橫通道，所述中段橫通道連接 于進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷之間，所述前段橫通道和各中段橫通道內(nèi)均設(shè)置有朝向回風(fēng)巷的風(fēng)機(jī)。
[0007] 優(yōu)選地，所述前段橫通道和中段橫通道均設(shè)置有用于調(diào)控通風(fēng)量的風(fēng)口。
[0008] 優(yōu)選地，所述中段橫通道與前段橫通道的之間W及各中段橫通道之間的間距為 800mm~1200m〇
[0009] 優(yōu)選地，所述進(jìn)風(fēng)巷中設(shè)置有兩個(gè)軸流風(fēng)機(jī)，所述兩個(gè)軸流風(fēng)機(jī)分別連接有風(fēng)管， 兩根風(fēng)管分別延伸至進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷的掌子面。
[0010] 優(yōu)選地，所述進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷的掌子面處均設(shè)置有背向隧道前端的風(fēng)機(jī)。
[0011] 本實(shí)用新型的有益效果是：在回風(fēng)巷中污染物濃度也是從掌子面至隧道桐口逐漸 增加的，采用本實(shí)用新型的的通風(fēng)結(jié)構(gòu)，在回風(fēng)巷中，風(fēng)速?gòu)恼谱用嬷了淼劳┛诔孰A梯狀增 加，污染物濃度低的隧道段風(fēng)速低，污染濃度高的隧道段風(fēng)速高，在保證污染物濃度保持在 設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的基礎(chǔ)上，可極大程度地降低能耗，并且通過(guò)各橫通道的通風(fēng)量，還可實(shí)現(xiàn)回風(fēng) 巷污染物濃度的分段控制。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是本實(shí)用新型的通風(fēng)結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0013] 圖2是現(xiàn)有的單通道巷道式通風(fēng)回風(fēng)巷的風(fēng)速分布圖；
[0014] 圖3是現(xiàn)有的單通道巷道式通風(fēng)回風(fēng)巷的CO濃度分布圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型公開的多通道巷道式通風(fēng)中回風(fēng)巷的風(fēng)速分布圖；
[0016] 圖5是本實(shí)用新型公開的多通道巷道式通風(fēng)中風(fēng)巷的CO濃度分布圖。
[0017] 圖1中空屯、大箭頭表示新鮮空氣，實(shí)屯、大箭頭表示含污染物空氣，虛線表示空氣 流動(dòng)的路線方向。
[001引 附圖標(biāo)記：1-進(jìn)風(fēng)巷，2-回風(fēng)巷，3-前段橫通道，4-中段橫通道，5-風(fēng)機(jī)，6-風(fēng)口， 7-軸流風(fēng)機(jī)，8-風(fēng)管，9-掌子面。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020] 如圖1所示，本實(shí)用新型公開的公路隧道施工通風(fēng)結(jié)構(gòu)包括進(jìn)風(fēng)巷1和回風(fēng)巷2， 所述進(jìn)風(fēng)巷1和回風(fēng)巷2前端為掌子面9,所述進(jìn)風(fēng)巷1和回風(fēng)巷2前段連通有的前段橫通 道3,所述進(jìn)風(fēng)巷1中設(shè)置有朝向隧道前端的風(fēng)機(jī)5,所述回風(fēng)巷2中設(shè)置有背向隧道前端 的風(fēng)機(jī)5,所述前段橫通道3與隧道桐口之間還設(shè)置有至少一個(gè)與前段橫通道3同時(shí)通風(fēng)的 中段橫通道4,所述中段橫通道4連接于進(jìn)風(fēng)巷1和回風(fēng)巷2之間，所述前段橫通道3和各 中段橫通道4內(nèi)均設(shè)置有朝向回風(fēng)巷2的風(fēng)機(jī)5。
[0021]如【背景技術(shù)】中所述，現(xiàn)有的隧道通風(fēng)結(jié)構(gòu)通常只由前段橫通道通風(fēng)3,構(gòu)成單通道 通風(fēng)，而隨著隧道的掘進(jìn)，開啟新的橫通道通風(fēng)W后，則會(huì)封堵原通風(fēng)橫通道，保持單通道 通風(fēng)狀態(tài)。而本實(shí)用新型恰恰相反，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上增設(shè)了至少一個(gè)同時(shí)通風(fēng)的中段 橫通道4,如圖1所示，每個(gè)橫通道和進(jìn)風(fēng)巷1W及回風(fēng)巷2均可構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的通風(fēng)回路， 從而實(shí)現(xiàn)多通道通風(fēng)。本實(shí)用新型回風(fēng)巷中風(fēng)速分布如圖4所示，從掌子面9至隧道桐口， 每經(jīng)過(guò)一個(gè)橫通道風(fēng)速就會(huì)有所增到，其風(fēng)速分布呈階梯狀增長(zhǎng)，在此通風(fēng)條件下，WCO 濃度為例，其濃度分布如圖5所示，每經(jīng)過(guò)一個(gè)橫通道，由于新空氣的加入，其污染物濃度 就會(huì)降低，污染物濃度呈銀齒狀分布。而現(xiàn)有的單通道通風(fēng)方式中，其回風(fēng)巷風(fēng)速分布如圖 2所示的均勻分布，對(duì)應(yīng)地，CO等污染物濃度從掌子面9至隧道桐口逐漸增加。對(duì)比兩種方 案，可W看出，在保持隧道桐口風(fēng)速和污染物濃度一致的情況下，由于本實(shí)用新型采用多橫 通道對(duì)回風(fēng)巷2分段供風(fēng)，進(jìn)風(fēng)巷1和回風(fēng)巷2前段部分風(fēng)速較單通道巷道式通風(fēng)低，因此 本實(shí)用新型的多通道通風(fēng)方式其平均風(fēng)速更低，其能耗也就更低。
[0022]W某隧道為例，隧道全長(zhǎng)8000m，分兩個(gè)合同段施工，每個(gè)合同段單頭掘進(jìn)月 4000m，含3條單車行橫通道，橫通道間距為1000m，分別計(jì)算單通道巷道式通風(fēng)、雙通道巷 道式通風(fēng)、=通道巷道式通風(fēng)風(fēng)機(jī)功率，結(jié)果如下表所示：
[0024] 由此可見(jiàn)采用多個(gè)橫通道同時(shí)通風(fēng)的方式，可有效降低能耗。
[00巧]采用上述方案還可通過(guò)控制各橫通道的進(jìn)風(fēng)量而調(diào)節(jié)隧道各段的風(fēng)速，W分別滿 足回風(fēng)巷不同區(qū)段的通風(fēng)需求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)污染物濃度的分段控制。而為了便于調(diào)控各橫通 道的通風(fēng)量，作為優(yōu)選方式，所述前段橫通道3和中段橫通道4均設(shè)置有用于調(diào)控通風(fēng)量的 風(fēng)口 6。如此就可通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)5轉(zhuǎn)速和風(fēng)口 6開啟角度實(shí)現(xiàn)各橫通道的通風(fēng)量的調(diào)控。
[0026] 增設(shè)中段橫通道4通風(fēng)可W降低能耗，但是橫通道也并非開啟得越多越好，開啟 橫通道越多，設(shè)備設(shè)施成本越高，風(fēng)速調(diào)控也越復(fù)雜，因此作為優(yōu)選方式，所述中段橫通道4 與前段橫通道3的之間W及各中段橫通道4之間的間距為800mm~1200m。W此為間距設(shè) 置通風(fēng)的橫通道，可W保證降低能耗的同時(shí)，便于分段調(diào)控風(fēng)速并節(jié)約設(shè)備成本，而為了確 保無(wú)漏風(fēng)和循環(huán)風(fēng)出現(xiàn)，其余不參與通風(fēng)的橫通道則需予W封閉。
[0027] 在隧道掘進(jìn)過(guò)程中，掌子面9產(chǎn)生的污染物無(wú)疑是最多的，為及時(shí)將降低掌子面 處的污染物濃度，作