一种TBM施工中有毒有害气体增强治理装置的制作方法

本实用新型属于tbm——隧道掘进机领域，涉及通风系统的改进。

背景技术：

tbm是一种隧道掘进的专用工程机械，现代tbm集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削岩体、输送石碴、拼装隧道拱架、锚杆布设、喷锚支护、测量导向纠偏等功能。tbm已广泛应用于地铁、铁路、公路、市政、水工隧洞等工程。

在隧道掘进作业中,遭遇毒害气体已经成为隧道施工的拦路虎。如何安全高效的解决毒害气体的释放问题已经迫在眉睫。在tbm正常施工通风中采用二级压风系统压入新鲜风，以主洞单台tbm掘进为例，tbm施工通风采用洞口一站压入式通风系统，在支洞洞口附近布置一套轴流风机，软风管直径φ2.2m。通过软风管将新鲜风压入至tbm后配套尾部，与风管储存筒相连，再通过后配套上的增压风机继续将风前压。利用后配套上的除尘风机，经tbm主梁和管路，将掌子面的浊风经除尘器过滤后向后排放。

新疆某水利工程采用tbm施工，在tbm掘进过程中掌子面出现垮塌，设备瓦斯监测仪瞬时警报，报警值达到114%lel，现场立即停止施工作业，施工作业人员关闭电源后撤离现场并加强通风。

目前tbm通风存在弊端：

（一）接力风机与风管储存筒出风口距离为50cm，容易在接力风机部位形成气墙，导致隧道内形成循环风，从而使有毒有害气体不易排出。

（二）tbm二次风机出风口离掌子面30米左右，而瓦斯等有毒有害气体通常在掌子面开挖过程中出现，出风口距离掌子面距离太远无法将洞内产生的有毒有害气体排除干净。

技术实现要素：

本实用新型目的是为了解决以上技术问题，提出一种tbm施工中有毒有害气体增强治理装置。

本实用新型的技术方案：一种tbm施工中有毒有害气体增强治理装置，利用tbm通风系统，用风筒布制作连接风筒，风管储存仓出风口与接力风机进风口由连接风筒进行封闭连接；制作三通，三通一端连接2号主梁上部出风口，另两端连接软风筒，分别为主梁上部风筒、主梁下部风筒，主梁上部风筒沿主梁上部到达护盾尾部，主梁下部风筒先朝下、再拐到主梁下部，一直延伸到刀盘内部。

优选的：在风管储存仓出风口、接力风机进风口各焊接一个法兰环i，连接风筒两端用阻燃的粘固剂粘结法兰环ii，风管储存仓出风口法兰环i与连接风筒法兰环ii、接力风机进风口法兰环i与连接风筒法兰环ii由螺栓连接。

进一步的是：法兰环i与法兰环ii之间设有抗静电、阻燃的密封垫圈。

优选的：三通与主梁上部出风口焊接，与软风筒是粘结联合固定环箍+螺栓紧固连接。

优选的是：软风筒直径0.6m。

三通与2号主梁上部出风口连接的一端是缩径，缩径段插入2号主梁上部出风口，使连接紧密、连接起来方便。

本实用新型的有益效果：1、接力风机与风管储存筒出风口相通，风直接进入接力风机，不再形成气墙。2、掌子面供风、排风通畅，瓦斯不积聚。

附图说明

图1是原有风管储存仓与接力风机视图；

图2是本实用新型连接风筒的连接关系图；

图3是原有2号主梁上部出风口与掌子面间的装置；

图4是本实用新型改进后的2号主梁上部出风口与掌子面间的装置；

图5是连接风筒的连接紧固结构示意图；

图6是三通示意图；

图中1-连接风筒、2-风管储存仓出风口、3-接力风机进风口、4-三通、5-2号主梁上部出风口、6-主梁上部风筒、7-主梁下部风筒、8-主梁下部风筒进入口、9-护盾尾部、10-刀盘内部、11-接力风机、12-法兰环i、13-法兰环ii、14-风管储存仓。

具体实施方式

针对背景技术的问题（一）采取的措施：

（1）接力风机进风口3与风管储存仓出风口2（压入式供风2.2m风筒出风口）距离为50cm，采用连接风筒1将风管储存仓出风口2与接力风机进风口3进行封闭连接，防止形成循环风。自制的连接风筒采用具有抗静电、阻燃、柔性等特性材质的风筒布制成，满足瓦斯隧洞通风安全技术要求。

（2）根据风管储存仓出风口及接力风机进风口的尺寸，提前加工连接风筒，并检查其透气性。

（3）将加工好的连接风筒运输至tbm后配套11#台车尾部。在风管储存仓出风口2、接力风机进风口3各焊接一个法兰环i12（厚度2mm），连接风筒1两端用阻燃的粘固剂粘结法兰环ii13（厚度2mm），以降低连接处漏风率。将连接风筒对应风管储存仓出风口及接力风机进风口3由螺栓进行安装、固定法兰环i与法兰环ii（可在法兰环i与法兰环ii之间设抗静电、阻燃的密封垫圈，进一步增加密封性），以保证压入式供风与接力风机进风口相连接，防止接力风机吸入污风，并将污风再次供至工作面。

（4）安排人员重点检查该部位的连接，确保连接固定有效可靠。

针对背景技术的问题（二）采取的措施：

三通4的一端连接2号主梁上部出风口5，一端连接直径0.6m的软风筒——主梁上部风筒6，将软风筒延长至护盾尾部9；另一端通过0.6m的软风筒——主梁下部风筒7，将风引至刀盘内部10。保证供风稳定可靠，风筒吊挂平直、捆扎牢固不漏风，将风简口接引至以下两处:刀盘内部（进人口刀箱内）、tbm护盾尾部，同时保持tbm护盾后部的皮带道上盖口敞开，形成回风瓦斯通路，防止瓦斯积聚。

三通与主梁上部出风口焊接或加工螺纹配合连接，与软风筒是套住一部分三通的管口，再粘结在一起；用固定环箍套在外围后，用螺栓加以固定，拧紧固定环箍。

技术特征：

1.一种tbm施工中有毒有害气体增强治理装置，利用tbm通风系统，其特征是：用风筒布制作连接风筒（1），风管储存仓出风口（2）与接力风机进风口（3）由连接风筒（1）进行封闭连接；制作三通（4），三通（4）一端连接2号主梁上部出风口（5），另两端连接软风筒，分别为主梁上部风筒（6）、主梁下部风筒（7），主梁上部风筒（6）沿主梁上部到达护盾尾部（9），主梁下部风筒（7）先朝下、再拐到主梁下部，一直延伸到刀盘内部（10）。

2.根据权利要求1所述的一种tbm施工中有毒有害气体增强治理装置，其特征是：在风管储存仓出风口（2）、接力风机进风口（3）各焊接一个法兰环i（12），连接风筒（1）两端用阻燃的粘固剂粘结法兰环ii（13），风管储存仓出风口（2）法兰环i（12）与连接风筒（1）法兰环ii（13）、接力风机进风口（3）法兰环i（12）与连接风筒（1）法兰环ii（13）由螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的一种tbm施工中有毒有害气体增强治理装置，其特征是：法兰环i（12）与法兰环ii（13）之间设有抗静电、阻燃的密封垫圈。

4.根据权利要求1所述的一种tbm施工中有毒有害气体增强治理装置，其特征是：三通（4）与主梁上部出风口（5）焊接，与软风筒是粘结联合固定环箍+螺栓紧固连接。

5.根据权利要求1所述的一种tbm施工中有毒有害气体增强治理装置，其特征是：软风筒直径0.6m。

6.根据权利要求1所述的一种tbm施工中有毒有害气体增强治理装置，其特征是：三通（4）与2号主梁上部出风口（5）连接的一端是缩径，缩径段插入2号主梁上部出风口（5）。

技术总结
本实用新型是一种TBM施工中有毒有害气体增强治理装置，利用TBM通风系统，用风筒布制作连接风筒，风管储存仓出风口与接力风机进风口由连接风筒进行封闭连接；制作三通，三通一端连接2号主梁上部出风口，另两端连接软风筒，分别为主梁上部风筒、主梁下部风筒，主梁上部风筒沿主梁上部到达护盾尾部，主梁下部风筒先朝下、再拐到主梁下部，一直延伸到刀盘内部。实用新型的有益效果：1、接力风机与风管储存筒出风口相通，风直接进入接力风机，不再形成气墙。2、掌子面供风、排风通畅，瓦斯不积聚。

技术研发人员：刘军生;教传杰;马永涛;刘方亮;全永威;倪志华;张建博;赵向波;杨刚;张伟
受保护的技术使用者：新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局
技术研发日：2020.07.15
技术公布日：2021.04.09