申请/专利权人：中铁十九局集团第六工程有限公司

申请日：2018-07-13

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN108756989B

主分类号：E21F1/00

分类号：E21F1/00;E21F1/08;E21D9/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2018.11.30#实质审查的生效;2018.11.06#公开

摘要：本发明提供一种隧道通风系统及隧道通风方法，包括提供一种隧道通风系统，隧道通风系统包括泄水洞、左线、右线、平导、总进风巷、总回风巷、多个左横道和多个右横道，总进风巷连接右线和泄水洞，总回风巷连通左线，左道连通平导和左线，右道连通平导和右线；总进风巷和右线的连通处布置有风室；方法包括：对平导的第一开挖面、左线的左开挖面和右线的右开挖面施工，平导的第一开挖面相对于左线的左开挖面和右线的右开挖面超前施工预设距离；在两个左横道之间布置连通平导和左线的左道，在两个右横道之间布置连通平导和右线的右道；前风墙往前移动以延长风室。风室分阶段地往前延长，缓解一次性长距离通风的压力，提高通风效率。

主权项：1.一种隧道通风系统，其特征在于：包括泄水洞、左线、右线、平导、总进风巷、总回风巷、多个左横道和多个右横道，所述总进风巷连接所述右线和所述泄水洞，所述总回风巷连通所述左线，所述左线和所述右线分别布置于所述平导的两侧，所述左横道位于所述左线和所述平导之间，所述右横道位于所述右线和所述平导之间；两个所述左横道之间设置有左道，所述左道连通所述平导和所述左线，两个所述右横道之间设置有右道，所述右道连通所述平导和所述右线；所述总进风巷和所述右线的连通处布置有风室，所述风室的左风墙、前风墙和后风墙均布置有轴流风机；沿施工方向，所述平导的第一开挖面位于所述左线的左开挖面和所述右线的右开挖面的前方；沿垂直方向，所述总回风巷位于所述泄水洞的上方，所述回风巷与所述泄水洞之间存在因自然高度差而形成的气压差。

全文数据：一种隧道通风系统及隧道通风方法技术领域[0001]本发明涉及隧道施工技术领域，尤其是涉及一种用于特长隧道长距离施工的隧道通风系统及隧道通风方法。背景技术[0002]在我国的铁路、公路、水利、水电、工矿、国防工程和城市地铁工程等隧道施工中，通风是不可缺少的技术环节，而通风技术通常都是控制特长隧道施工的技术瓶颈。隧道施工通风方式按照风道的类型及通风机安装位置，可分为风管式通风和巷道式通风两种类型。早期较多地使用主扇长风管压入式通风方式，该方式有自身难以克服的缺点，如风机布置数量多、功率大、需经常拆移风机、风流方向不易控制、存在污风循环以及难以解决多工作面施工通风等问题。目前则较多的采用巷道式射流通风方式，该方式适用于有平行导坑的长大隧道，其特点是通过最前面的横通道使正洞和平导组成一个完整的风流循环系统，而对平导和正洞导坑前面的独头巷道再辅以局部的风管式通风。巷道式通风是过去和现在解决长大隧道施工通风的一种有效方法，而且在将来也仍将是一种主要办法。[0003]我国现阶段新建铁路线路中，特长型隧道工程数量逐渐增多，在工期压紧的情况下采用增加平导从而形成多工作掘进施工成为多数特长型隧道施工方式的主流方案，但由于采用无轨运输斜井的方式以加快施工进度，从而导致内燃机污染更为严重，整体通风效率难以保证，甚至施工人员安全性也难以得到保障。[0004]目前对于超过10Km的特长铁路双线隧道双洞分修加平导的多工作面的施工通风的通常做法是巷道式通风，其具体做法是:在离隧道洞口一定长度的隧道上方开挖与隧道斜向连通的斜井，在斜井口由轴流风机将新鲜风吸入，并通过风管将新鲜空气压送至一个隧道的掌子面，掌子面的空气再通过掌子面附近的横通道的抽风机，抽送至另一个隧道，再经该隧道沿途布置的多个射流风机排送至洞外。这种通风方式的缺点在于是:轴流风机从斜井洞口外抽入的新鲜风需要经过较长的距离由风管输送向隧道掌子面，需要耗费较多的风管，并且较长的风管漏风率较大，通风效率难以保证。此外，由于斜井口轴流风机需要一次性送风到掌子面附近，当送风距离过长时，风机需要长时间高功率运作，耗电量大，风机损伤较大，运营维护费用高。发明内容[0005]本发明的第一目的是提供一种用于特长隧道长距离施工的隧道通风系统。[0006]本发明的第二目的是提供一种用于特长隧道长距离施工的隧道通风方法。[0007]为实现上述的第一目的，本发明提供的隧道通风系统包括泄水洞、左线、右线、平导、总进风巷、总回风巷、多个左横道和多个右横道，总进风巷连接右线和泄水洞，总回风巷连通左线，左线和右线分别布置于平导的两侧，左横道位于左线和平导之间，右横道位于右线和平导之间；两个左横道之间设置有左道，左道连通平导和左线，两个右横道之间设置有右道，右道连通平导和右线；总进风巷和右线的连通处布置有风室，风室的左风墙、前风墙和后风墙均布置有轴流风机;沿施工方向，平导的第一开挖面位于左线的左开挖面和右线的右开挖面的前方。[0008]由上述方案可见，整体通风通过泄水洞、左线、右线、平导、总进风巷、总回风巷、多个左横道和多个右横道进行，可缓解一次性长距离通风的压力。[0009]—个优选的方案是，隧道通风系统包括至少两个主横道，沿施工方向，主横道位于平导、左横道和右横道的后方。[0010]—个优选的方案是，主横道之间设置有主道，主道连通左线和右线。[0011]—个优选的方案是，主道内布置有射流风机。[0012]一个优选的方案是，射流风机设置在左道和右道内。[0013]—个优选的方案是，左开挖面和右开挖面均位于前风墙的前方，右道内设置有风墙;左线内布置有左隔部，左隔部和左开挖面隔空相对，左隔部横跨至少两个左横道;右线内布置有右隔部，右隔部和右开挖面隔空相对，右隔部横跨至少两个右横道。[0014]为实现上述的第二目的，本发明提供的隧道通风方法，包括提供一种隧道通风系统，隧道通风系统包括泄水洞、左线、右线、平导、总进风巷、总回风巷、多个左横道和多个右横道，总进风巷连接右线和泄水洞，总回风巷连通左线，左线和右线分别布置于平导的两侧，左横道位于左线和平导之间，右横道位于右线和平导之间；两个左横道之间设置有左道，左道连通平导和左线，两个右横道之间设置有右道，右道连通平导和右线；总进风巷和右线的连通处布置有风室，风室的左风墙、前风墙和后风墙均布置有轴流风机;方法包括：对平导的第一开挖面、左线的左开挖面和右线的右开挖面施工，平导的第一开挖面相对于左线的左开挖面和右线的右开挖面超前施工预设距离;在两个左横道之间布置连通平导和左线的左道，在两个右横道之间布置连通平导和右线的右道;前风墙往前移动以延长风室。[0015]由此可见，风室往前延长，可供应隧道掘进前方的多作业面施工，缓解一次性长距离通风的压力，形成动态管理，既能降低整体风机设备配置的高要求，也能满足施工需风要求;同时在整体通风成本管理上大大减少风筒、风机、人员等成本投入，优化效益。整体通风通过泄水洞、左线、右线、平导、总进风巷、总回风巷、多个左横道和多个右横道进行，可缓解一次性长距离通风的压力。[0016]一个优选的方案是，隧道通风系统包括至少两个主横道，沿施工方向，主横道位于平导、左横道和右横道的后方;主横道之间设置有主道，主道连通左线和右线。[0017]一个优选的方案是，主道内布置有射流风机，左道和右道内均布置有射流风机。[0018]一个优选的方案是，沿施工方向，左开挖面和右开挖面均位于前风墙的前方，右道内设置有风墙;左线内布置有左隔部，左隔部和左开挖面隔空相对，左隔部横跨至少两个左横道;右线内布置有右隔部，右隔部和右开挖面隔空相对，右隔部横跨至少两个右横道。附图说明[0019]图1是本发明隧道通风系统实施例的风室尚未往前延长时的结构示意图。[0020]图2是本发明隧道通风系统实施例的风室首次往前延长后的结构示意图。[0021]图3是本发明隧道通风系统实施例的风室第二次往前延长后的结构示意图。[0022]以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。具体实施方式[0023]参见图1至图3,本实施例的隧道通风系统100包括泄水洞1、左线2、右线3、平导5、总进风巷6、总回风巷7、多个左横道8和多个右横道9,沿隧道施工的方向为前方向，总进风巷6连接右线3和泄水洞1，总回风巷7连通左线2,左线2和右线3分别布置于平导5的两侧，左横道8位于左线2和平导5之间，右横道9位于右线3和平导5之间；两个左横道8之间设置有左道10,左道10连通平导5和左线2，两个右横道9之间设置有右道11，右道11连通平导5和右线3;总进风巷6和右线3的连通处布置有风室12,风室12的左风墙13、前风墙15和后风墙16均布置有轴流风机17。沿施工方向，左开挖面22和右开挖面23均位于前风墙15的前方，平导5的第一开挖面21位于左线2的左开挖面22和右线3的右开挖面23的前方。右道11内设置有风墙24。附图的实心箭头表示进风的流向，附图的空心箭头表示回风的流向。[0024]隧道通风系统100包括至少两个主横道18,沿施工方向，主横道18位于平导5、左横道8和右横道9的后方。主横道18之间设置有主道19,主道19连通左线2和右线3。主道19内布置有射流风机20。平导5、左线2、左道10和右道11内均布置有射流风机20。左线2内布置有左隔部25,左隔部25和左开挖面22隔空相对，左隔部25横跨至少两个左横道8;右线3内布置有右隔部26,右隔部26和右开挖面23隔空相对，右隔部26横跨至少两个右横道9。左隔部25的第一面28靠近左开挖面22,左隔部25的第二面29远离左开挖面22,右隔部26的第三面30靠近右开挖面23,左隔部25的第四面31远离右开挖面23。沿施工方向，前风墙15与第四面31之间布置有右道11。总进风巷6、总回风巷7内均布置有射流电机20以提高通风效率。[0025]隧道通风方法，包括以下步骤:步骤1，对第一开挖面21、左开挖面22和右开挖面23施工导5的第一开挖面21相对于左线2的左开挖面22和右线3的右开挖面23超前施工预设距离，预设距离为2千米;步骤2,在两个左横道8之间布置连通平导5和左线2的左道10,在两个右横道9之间布置连通平导5和右线3的右道11，同时对第一面28、第二面29、第三面30和第四面31施工，从而令左隔部25和右隔部26前移;步骤3,前风墙15往前移动以延长风室12。在特长隧道长距离施工中，可随着隧道的往前施工而循环执行上述三个步骤以在隧道长距离施工中进行通风。[0026]参见图1，此时风室12尚未往前延长，前风墙15所处的位置为第一位置。[0027]参见图2,此时，左风墙13、前风墙15、后风墙16和风墙24围成风室12,风室12首次往前延长，前风墙I5从第一位置前移至第二位置，第一位置布置有风墙27，风墙27设置有轴流电机17,风墙27可加快进风的流速。平导5和左线2内设置有射流电机20,射流电机20可加快回风的流速。[0028]参见图3,此时，左风墙13、前风墙15、后风墙16和风墙24围成风室12,风室12第二次次往前延长，前风墙I5从第二位置前移至第三位置，第二位置布置有风墙32，风墙32设置有轴流电机17,风墙27可加快进风的流速。平导5和左线2内设置有射流电机20,射流电机20可加快回风的流速。[0029^沿垂直方向，总回风巷7位于泄水洞丨的上方，因此，回风巷7与泄水洞1之间存在因自然高度差而形成的气压差，气流在该气压差的作用下依次通过泄水洞1和总进风巷6而进入风室12。风室12内的气流在轴流风机1?的作用下沿图示的实心箭头流动而形成进风，进风在遇到第一开挖面21、左开挖面22、右开挖面23、第一面28、第二面29、第三面30和第四面31后沿图示的虚心箭头回流而形成回风，回风最终经过总回风巷7而流出，回风在射流风机20的作用下可加快流速。[0030]风室12分阶段地往前延长，分阶段地调整右线3内的各个风墙的位置，将整体的隧道长距离施工通风分段划分，形成阶段型的混合式通风模式。可供应隧道掘进前方的多作业面施工，缓解一次性长距离通风的压力，形成动态管理，既能降低整体风机设备配置的高要求，也能满足施工需风要求；同时在整体通风成本管理上大大减少风筒、风机、人员等成本投入，优化效益。整体通风通过泄水洞1、左线2、右线3、平导5、总进风巷6、总回风巷7、多个左横道8和多个右横道9进行，可缓解一次性长距离通风的压力。射流风机20调整风压以进一步加快回风速度，减轻总体进风的负荷，同时又能提高整个通风系统的通风效率，进而更好的保证隧道的施工组织和施工安全。[0031]最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种隧道通风系统，其特征在于：包括泄水洞、左线、右线、平导、总进风巷、总回风巷、多个左横道和多个右横道，所述总进风巷连接所述右线和所述泄水洞，所述总回风巷连通所述左线，所述左线和所述右线分别布置于所述平导的两侧，所述左横道位于所述左线和所述平导之间，所述右横道位于所述右线和所述平导之间；两个所述左横道之间设置有左道，所述左道连通所述平导和所述左线，两个所述右横道之间设置有右道，所述右道连通所述平导和所述右线；所述总进风巷和所述右线的连通处布置有风室，所述风室的左风墙、前风墙和后风墙均布置有轴流风机；沿施工方向，所述平导的第一开挖面位于所述左线的左开挖面和所述右线的右开挖面的前方。2.根据权利要求1所述的隧道通风系统，其特征在于：所述隧道通风系统包括至少两个主横道，沿施工方向，所述主横道位于所述平导、所述左横道和所述右横道的后方。3.根据权利要求2所述的隧道通风系统，其特征在于：所述主横道之间设置有主道，所述主道连通所述左线和所述右线。4.根据权利要求3所述的隧道通风系统，其特征在于：所述主道内布置有射流风机。5.根据权利要求4所述的隧道通风系统，其特征在于：所述射流风机设置在所述左道和所述右道内。6.根据权利要求1至5任一项所述的隧道通风系统，其特征在于：所述左开挖面和所述右开挖面均位于所述前风墙的前方，所述右道内设置有风墙；所述左线内布置有左隔部，所述左隔部和所述左开挖面隔空相对，所述左隔部横跨至少两个所述左横道；所述右线内布置有右隔部，所述右隔部和所述右开挖面隔空相对，所述右隔部横跨至少两个所述右横道。7.—种隧道通风方法，其特征在于，包括：提供一种隧道通风系统，所述隧道通风系统包括泄水洞、左线、右线、平导、总进风巷、总回风巷、多个左横道和多个右横道，所述总进风巷连接所述右线和所述泄水洞，所述总回风巷连通所述左线，所述左线和所述右线分别布置于所述平导的两侧，所述左横道位于所述左线和所述平导之间，所述右横道位于所述右线和所述平导之间；所述总进风巷和所述右线的连通处布置有风室，所述风室的左风墙、前风墙和后风墙均布置有轴流风机；所述方法包括：对所述平导的第一开挖面、所述左线的左开挖面和所述右线的右开挖面施工，所述第一开挖面相对于所述左开挖面和所述右开挖面超前施工预设距离；在两个所述左横道之间布置连通所述平导和所述左线的左道，在两个所述右横道之间布置连通所述平导和所述右线的右道；所述前风墙往前移动以延长所述风室。8.根据权利要求7所述的隧道通风方法，其特征在于：所述隧道通风系统包括至少两个主横道，沿施工方向，所述主横道位于所述平导、所述左横道和所述右横道的后方；所述主横道之间设置有主道，所述主道连通所述左线和所述右线。9.根据权利要求8所述的隧道通风方法，其特征在于：所述主道内布置有射流风机，所述左道和所述右道内均布置有射流风机。1〇•根据权利要求7至9任一项所述的管道开孔方法，其特征在于：沿施工方向，所述左开挖面和所述右开挖面均位于所述前风墙的前方，所述右道内设置有风墙；所述左线内布置有左隔部，所述左隔部和所述左开挖面隔空相对，所述左隔部横跨至少两个所述左横道；右线内布置有右隔部，所述右隔部和所述右开挖面隔空相对，所述右隔部横跨至少两个所述右横道。

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