高海拔隧道施工环境控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高海拔隧道施工环境控制系统，包括制氧机、水泵、掘进方向的无缝钢管和若干带喷嘴的无缝钢管，其中，制氧机和水泵设置在高海拔隧道洞口处，水泵的入口连接蓄水池，制氧机和水泵的出口分别与掘进方向的无缝钢管的入口端相连通，在掘进方向的无缝钢管的出口端与若干带喷嘴的无缝钢管相连通，且带喷嘴的无缝钢管与掘进方向的无缝钢管具有一定的夹角a，其中，0°＜a≤90°。本实用新型用于改善高海拔地区隧道施工恶劣环境条件，为隧道内工作人员提供一个相对较好的施工环境，具体地说，降低施工过程中粉尘浓度，供给掌子面和二衬工作区工作人员充足的氧气，保障工人身体健康，加快施工进度，提高施工率。
【专利说明】高海拔隧道施工环境控制系统
【【技术领域】】
[0001]本实用新型属于钻爆法隧道施工领域，具体涉及一种高海拔隧道施工环境控制系统。
【【背景技术】】
[0002]高海拔地区空气稀薄，氧气不足，温度较低，环境恶劣，施工条件好坏是限制隧道施工进度的瓶颈。当前是高海拔高寒地区隧道施工方法并不成熟，仍然按照平原地区传统的钻爆法进行施工，但是高海拔地区空气稀薄，氧分压低，环境条件本来就很差，如果不采取有效措施，将使洞内环境更加恶劣，粉尘及有害气体含量过高，氧气含量不足等，这不仅会制约工人的工作效率、威胁工人的身体健康，还会降低施工机械的输出效率，这给高海拔寒区隧道施工带来了不小的障碍。
[0003]当前高海拔寒区隧道施工辅助系统不完善，辅助工程措施单一，比如为了降低粉尘浓度进行路面洒水降尘，降低有害气体浓度加强施工通风等，但是效果都不甚明显，并且对于氧气含量不足的现状没有太大改善。 [0004]现有的高海拔地区隧道施工辅助措施并不能完全解决隧道施工环境恶劣这一现状，并且通过现场测试粉尘浓度还是居高不下，隧道内氧气含量不足，工人劳动效率低，内燃机损耗大，输出效率低，此外，加强通风将导致隧道内温度降低，这对高海拔隧道冬季施工极其不利。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，提供了一种高海拔隧道施工环境控制系统，其用于改善高海拔地区隧道施工恶劣环境条件，为隧道内工作人员提供一个相对较好的施工环境，具体地说，降低施工过程中粉尘浓度，供给掌子面和二衬工作区工作人员充足的氧气，保障工人身体健康，加快施工进度，提高施工率。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]高海拔隧道施工环境控制系统，包括制氧机、水泵、掘进方向的无缝钢管和若干带喷嘴的无缝钢管，其中，制氧机和水泵设置在高海拔隧道洞口处，水泵的入口连接蓄水池，制氧机和水泵的出口分别与掘进方向的无缝钢管的入口端相连通，在掘进方向的无缝钢管的出口端与若干带喷嘴的无缝钢管相连通，且带喷嘴的无缝钢管与掘进方向的无缝钢管具有一定的夹角a，其中，0° <a<90°。
[0008]本实用新型进一步改进在于，制氧机的出口与掘进方向的无缝钢管的入口之间设
置有流量阀。
[0009]本实用新型进一步改进在于，水泵的出口与掘进方向的无缝钢管的入口之间设置
有流量阀。
[0010]本实用新型进一步改进在于，制氧机和水泵的出口通过三通阀与掘进方向的无缝钢管相连通。[0011]本实用新型进一步改进在于，制氧机和水泵安装在制氧机和水泵房。
[0012]本实用新型进一步改进在于，带喷嘴的无缝钢管与掘进方向的无缝钢管之间设置有流量阀。
[0013]本实用新型进一步改进在于，带喷嘴的无缝钢管设置在高海拔隧道的二衬工作区及掌子面工作区。
[0014]本实用新型进一步改进在于，带喷嘴的无缝钢管的喷嘴上连接有用于为施工人员提供氧气的胶皮管。
[0015]本实用新型进一步改进在于，掘进方向的无缝钢管由若干节带螺纹的无缝钢管连接而成。
[0016]本实用新型进一步改进在于，若干滑轮安装在高海拔隧道的钢轨上，掘进方向的无缝钢管底部设置在若干滑轮上。[0017]相对于现有技术，本实用新型一种高海拔隧道施工环境控制系统，其能够根据实际需要对高海拔隧道进行洒水降尘或者弥散供氧，具体地说，对高海拔隧道的掌子面工作区和二衬工作区进行洒水降尘或者弥散供氧，大大改善了高海拔隧道的施工环境，主要特点是供水和供氧一体化，尽量少占空间减小对施工的影响，还可以根据现场实际需要，确定洒水降尘或弥散供氧系统的选择，针对性较强，节约能耗，以着重解决隧道施工中粉尘浓度过高及氧气不足的现状。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0018]图1为本实用新型高海拔隧道施工环境控制系统的正视结构示意图；
[0019]图2为本实用新型高海拔隧道施工环境控制系统的俯视结构示意图。
[0020]其中:I为高海拔隧道洞口 ；2为三通阀；3为制氧机和水泵房；4、5、8、13及14为流量阀；6为喷嘴；7为连接三通；9为掌子面；10为钢轨；11为滑轮；12为掘进方向的无缝钢管；15为制氧机；16为水泵。
【【具体实施方式】】
[0021]为了进一步解释本实用新型，使本实用新型的目的、技术方案、优点更加明确，下面结合附图对其详细用法进行说明。
[0022]参见图1和图2，本实用新型一种高海拔隧道施工环境控制系统，包括制氧机15、水泵16、掘进方向的无缝钢管12和若干带喷嘴6的无缝钢管。
[0023]其中，制氧机15和水泵16安装在高海拔隧道洞口 I处的制氧机和水泵房3内，水泵16的入口连接蓄水池，制氧机15和水泵16的出口分别与掘进方向的无缝钢管12的入口端相连通，在掘进方向的无缝钢管12的出口端与若干带喷嘴6的无缝钢管相连通，且带喷嘴6的无缝钢管设置在高海拔隧道的二衬工作区及掌子面工作区9，其与掘进方向的无缝钢管12具有一定的夹角a，其中，0° <a<90°，另外，设置在高海拔隧道的二衬工作区的带喷嘴6的无缝钢管通过连接三通7与掘进方向的无缝钢管12相连通，喷嘴6上还可以连接有用于为施工人员提供氧气的胶皮管。
[0024]此外，制氧机15的出口与掘进方向的无缝钢管12的入口之间设置有流量阀13 ；水泵16的出口与掘进方向的无缝钢管12的入口之间设置有流量阀14 ;带喷嘴6的无缝钢管与掘进方向的无缝钢管12之间设置有流量阀5和流量阀8。制氧机15和水泵16的出口还可以通过三通阀2与掘进方向的无缝钢管12相连通。
[0025]若干滑轮11安装在高海拔隧道的钢轨10上，掘进方向的无缝钢管12底部设置在若干滑轮11上，便于移动，可随时推进到掌子面9工作区，以跟进施工。
[0026]为了对本实用新型进一步了解，现对其工作原理做一说明。
[0027]本实用新型的制氧机和水泵房3设置在高海拔隧道洞口 I附近，水泵16连接蓄水池，因地制宜，以不影响正常施工为原则。
[0028]首先说明运行供氧系统，适用于掌子面9工作区打钻，立拱架，筑路面等隧道内工作人员较多的施工工序，以供给隧道内充足的氧气，流量阀13完全打开，流量阀14完全关闭，流量阀4完全打开，制氧机15工作产生氧气，通过掘进方向的无缝钢管12和若干带喷嘴6的无缝钢管输送到二衬工作区以及掌子面9工作区，通过喷嘴6进行弥散供氧，保证高海拔隧道洞内工作人员所需的氧气，流量阀5可以根据实际需要调节二衬区工作区氧气输出量，流量阀8可以调节掌子面9工作区氧气输出量，随着掌子面9工作区开挖，系统可通过滑轮11和钢轨10随时跟进施工，满足隧道内工作人员所需氧气。此外，施工供氧系统二衬工作区和掌子面9工作区的喷嘴6可接长胶皮管，供个别施工人员休息吸氧之用。
[0029]其次说明降尘系统运行，降尘系统主要针对二衬工作区和掌子面9工作区进行喷雾洒水降尘，适用于喷浆和出渣粉尘产量极大的施工工序，流量阀13完全关闭，流量阀14完全打开，流量阀4完全打开，蓄水池水通过水泵16加压，进而通过掘进方向的无缝钢管12和若干带喷嘴6的无缝钢管到达二衬工作区和掌子面9工作区，进行喷雾洒水，以降低粉尘浓度，流量阀5可以根据需要调节二衬工作区喷雾量大小，流量阀8可以调节掌子面9工作区喷雾量大小，其优点是能够根据隧道内粉尘量的大小随时调节喷雾量的大小，适应性强，节约能耗。
[0030]本实用新型采用的是分节段的带螺纹的掘进方向的无缝钢管12，可根据需要进行接长，下面是带滑轮11的钢轨10，能根据实际施工进度进行跟进，喷嘴6处可套长胶皮管，供工人吸氧之用。
[0031]综上所述，本实用新型供水系统和供氧系统采用一体化管路，可根据高海拔隧道内不同施工工序进行选择，这样做的优点是:节约能耗，提高效率，并且占用空间小，对施工影响小。
【权利要求】
1.高海拔隧道施工环境控制系统，其特征在于，包括制氧机(15)、水泵(16)、掘进方向的无缝钢管(12)和若干带喷嘴(6)的无缝钢管，其中，制氧机(15)和水泵(16)设置在高海拔隧道洞口(I)处，水泵(16)的入口连接蓄水池，制氧机(15)和水泵(16)的出口分别与掘进方向的无缝钢管(12)的入口端相连通，在掘进方向的无缝钢管(12)的出口端与若干带喷嘴(6)的无缝钢管相连通，且带喷嘴(6)的无缝钢管与掘进方向的无缝钢管(12)具有一定的夹角a，其中，O。<a<90°。
2.根据权利要求1所述的高海拔隧道施工环境控制系统，其特征在于，制氧机(15)的出口与掘进方向的无缝钢管(12 )的入口之间设置有流量阀。
3.根据权利要求1所述的高海拔隧道施工环境控制系统，其特征在于，水泵(16)的出口与掘进方向的无缝钢管(12 )的入口之间设置有流量阀。
4.根据权利要求1所述的高海拔隧道施工环境控制系统，其特征在于，制氧机(15)和水泵(16)的出口通过三通阀(2)与掘进方向的无缝钢管(12)相连通。
5.根据权利要求1所述的高海拔隧道施工环境控制系统，其特征在于，制氧机(15)和水泵(16)安装在制氧机和水泵房(3)。
6.根据权利要求1所述的高海拔隧道施工环境控制系统，其特征在于，带喷嘴(6)的无缝钢管与掘进方向的无缝钢管(12)之间设置有流量阀。
7.根据权利要求1所述的高海拔隧道施工环境控制系统，其特征在于，带喷嘴(6)的无缝钢管设置在高海拔隧道的二衬工作区及掌子面工作区(9)。
8.根据权利要求1所述的高海拔隧道施工环境控制系统，其特征在于，带喷嘴(6)的无缝钢管的喷嘴(6 )上连接有用于为施工人员提供氧气的胶皮管。
9.根据权利要求1所述的高海拔隧道施工环境控制系统，其特征在于，掘进方向的无缝钢管(12)由若干节带螺纹的无缝钢管连接而成。
10.根据权利要求1或9所述的高海拔隧道施工环境控制系统，其特征在于，若干滑轮(11)安装在高海拔隧道的钢轨(10 )上，掘进方向的无缝钢管(12 )底部设置在若干滑轮(11)上。
【文档编号】E21F5/04GK203717020SQ201420078665
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2014年2月24日
【发明者】谢永利, 张玉伟, 刘大鹏, 李又云, 王琪 申请人:长安大学