长距离盾构隧道施工中的通风系统的制作方法

本实用新型涉及隧道施工中的通风技术领域，特别是涉及一种长距离盾构隧道施工中的通风系统。

背景技术：

目前盾构法隧道已广泛应用于城市轨道交通，水、电、气输送管线等领域，盾构法隧道的工法优势在隧道长度大于750米的施工中，体现出的优势更加明显，因此，越来越多的长距离或超长距离盾构隧道工程涌现出来。

随着盾构隧道的不断普及，城市地面征地、借地工作越来越困难，为缩短建设工期，许多新工法应运而生，如先隧后井、先隧后站等新工法，常常盾构机先行穿越1个或多个未施工完成的中间风井和车站，盾构机单次掘进隧道距离越来越长，但长距离盾构隧道施工中的测量、通风、消防排烟、人员疏散等问题更加突出，给工程施工带来极大质量和安全隐患，也给工程人员带来不小的挑战。

随着隧道距离的增大，隧道轴线测量的误差逐渐累积，会越来越大，极可能出现隧道轴线超限、贯通时严重偏位、隧道作废重建等质量风险。在盾构机施工的过程中，其运行功率高达上千千瓦，释放巨大热量，长距离隧道导致空气流动摩阻力增大，隧道作业面高温、湿热和混浊空气聚集，工人无法正常工作，设备故障率也很高，严重影响施工人员人身安全，制约着盾构掘进效率。若隧道内发生火灾或突遇有毒有害气体地层，有毒有害气体将充满隧道，长距离隧道不利于人员逃生，容易造成隧道内群死、群伤事故。

目前施工中较为传统的隧道通风大多采用通风井送排式纵向通风方式，在相隔50m左右的距离设置送风井和排风井，通过射流风机，形成短路风流，形成通风系统，但是这种方式应用在长距离或超长距离盾构隧道中，频繁的设置送风井，不仅会大大增加施工成本，造成资源和成本分配不合理。如果加大排风井和送风井的间距，则无法有效控制风流风向，会大大降低通风效果；而且这种排风方式，对施工深处的作业面位置的空气流通效果并不好。

技术实现要素：

本实用新型提供一种可降低施工成本，适用于流通施工作业面处的空气，施工过程中的通风效果好的长距离盾构隧道施工中的通风系统。

要解决的技术问题是：现有的隧道内通风系统施工成本高，资源和成本分配不合理，无法有效控制风流风向，通风效果并不理想；对施工深处的作业面位置的空气流通效果并不好。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型长距离盾构隧道施工中的通风系统，包括始发风井、排风孔道和送风系统；

始发风井与隧道的施工作业面的水平施工距离不超过3km；

排风孔道竖直设置在已开挖完成的隧道上方的地层中，底端开口与隧道内部连通，顶端向上伸出地面，排风孔道与施工作业面的水平施工距离不超过1km；

送风系统包括一级通风机，二级通风机，第一风管和第二风管；一级通风机设置在始发风井处的隧道内；二级通风机设置在排风孔道与始发风井之间的隧道内，二级通风机与排风孔道的水平距离不超过1km；第一风管连接一级通风机与二级通风机，第二风管的进风口与二级通风机的出风口连接，出风口位于施工作业面后方；

排风孔道的地面开口处设置有排风机。

本实用新型长距离盾构隧道施工中的通风系统，进一步的，所述第二风管的出风口与施工作业面的水平距离不超过100m。

本实用新型长距离盾构隧道施工中的通风系统，进一步的，所述第一风管和第二风管通过挂架挂设在隧道顶部，与隧道顶壁的下表面之间留有高度不小于1m的风道。

本实用新型长距离盾构隧道施工中的通风系统，进一步的，所述二级通风机放置在风机座架上，所述风机座架包括架体，位于架体底部的万向轮，铺设在架体顶部的放置板，以及位于放置板相对两侧面上的管架板；所述管架板为竖直设置的钢板，底部边沿与架体焊接固定，顶部边沿开设有用于架设与二级通风机连接的第一风管和第二风管的弧形槽口。

本实用新型长距离盾构隧道施工中的通风系统，进一步的，所述架体为长方体框架结构，包括上下对称设置的底框和顶框，以及连接底框与顶框的伸缩立杆。

本实用新型长距离盾构隧道施工中的通风系统，进一步的，所述至少一个万向轮上设置有锁紧装置.

本实用新型长距离盾构隧道施工中的通风系统，进一步的，所述排风孔道为圆钢管，设置在开窗孔内，开窗孔与排风孔道之间填充有回灌浆，排风孔道外侧壁、沿排风孔道的长度方向间隔设置有定位块，相邻定位块的垂直距离为3-5m。

本实用新型长距离盾构隧道施工中的通风系统，进一步的，所述排风孔道的管径为隧道内径的8-15%。

本实用新型长距离盾构隧道施工中的通风系统，进一步的，所述一级通风机和二级通风机均为排风量不小于40000m³/h的隧道用的轴流通风机。

本实用新型长距离盾构隧道施工中的通风系统，进一步的，所述排风机为可移动的立式轴流排风机。

本实用新型长距离盾构隧道施工中的通风系统与现有技术相比具有如下有益效果：

本实用新型长距离盾构隧道施工中的通风系统应用适用于隧道深处的施工作业面位置的空气流通，在距离施工作业面一定位置设置用于排风的排风孔道，从施工作业面后方最近的始发风井将新鲜的空气泵入隧道深处，从而将需要置换的污染空气从距离施工作业面相对较近的排风孔道排出，大大减少了污染空气的流通路程，避免了污染空气在被置换的过程中四下扩散而导致流通效果不好的情况。排风孔道内通过排风机的抽吸牵引，将绝大部分需要置换的污染空气排出，在较短的路程内，有效控制污染空气的流向和流速，通风换气效果更好。

本实用新型采用二级通风机将新鲜空气泵入隧道深处，适用于长距离或超长距离隧道深处的通风流通。

本实用新型泵送新鲜空气的第一风管和第二风管，距离隧道顶壁有一定的距离，形成风道，便于污染空气从上方风道进入排风孔道，剩余的极少数污染空气可以沿着风道，从始发风井排出隧道，保证隧道内的空气流通回路，确保通风效果。

本实用新型将位于隧道中部的二级通风机放置在风机座架上，风机座架移动方便，可调节高度，使用省时省力，适用范围广泛，现场的周转灵活性高；并且风机座架两侧设置有管架板，可以架设与二级通风机连接的风管，大大减少风管与通风机连接节点处的承载力，降低安全隐患。

下面结合附图对本实用新型的长距离盾构隧道施工中的通风系统作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型长距离盾构隧道施工中的通风系统的结构示意图；

图2为风机座架的结构示意图；

图3为排风孔道的横截面示意图。

附图标记：

1-始发风井；2-排风孔道；21-开窗孔；22-回灌浆；23-注浆钢管；24-定位块；31-一级通风机；32-二级通风机；4-风机座架；41-架体；411-底框；412-顶框；413-伸缩立杆；42-万向轮；43-放置板；44-管架板；45-弧形槽口；5-第一风管；6-第二风管；7-风道；8-排风机；9-施工作业面。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型长距离盾构隧道施工中的通风系统包括始发风井1、排风孔道2和送风系统。

始发风井1与隧道的施工作业面9的水平施工距离不超过3km，当超过3km时，需要在已开挖隧道处设置下一个风井作为下一阶段隧道盾构施工的始发风井1。

排风孔道2竖直设置在已开挖完成的隧道上方的地层中，底端开口与隧道内部连通，顶端向上伸出地面，排风孔道2与施工作业面9的水平施工距离不超过1km，当超过1km时，需要在施工作业面9的后方、已开挖隧道处设置下一个排风孔道2。

送风系统包括一级通风机31，二级通风机32，第一风管5和第二风管6，一级通风机31设置在始发风井1处的隧道内，二级通风机32设置在排风孔道2与始发风井1之间的隧道内，二级通风机32与排风孔道2的水平距离不超过1km，一级通风机31的出风口与二级通风机32的进风口通过第一风管5连接，二级通风机32的出风口与第二风管6连接，第二风管6的出风口位于施工作业面9后方，第二风管6的出风口与施工作业面9的水平距离不超过100m；第一风管5与第二风管6通过挂架挂设在隧道顶部，第一风管5和第二风管6与隧道顶壁的下表面之间留有高度不小于1m的风道7；一级通风机31和二级通风机32均为排风量不小于40000m³/h的隧道用的轴流通风机。

排风孔道2的地面开口处设置有排风机8，排风机8为可移动的立式轴流排风机8。

如图3所示，排风孔道2为圆钢管，管径为隧道内径的8-15%，设置在开窗孔21内，开窗孔21与排风孔道2之间填充有回灌浆22，回灌浆22为瓜米石和水泥浆的混合液，其中水泥浆的水灰比为0.8；排风孔道2外侧壁、沿排风孔道2的长度方向对称设置有两根用于回填注浆的注浆钢管23，注浆钢管23的公称直径不小于25mm；排风孔道2外侧壁、沿排风孔道2的长度方向间隔设置有定位块24，相邻定位块24的垂直距离为3-5m。

二级通风机32放置在风机座架4上，如图2所示，风机座架4包括架体41，位于架体41底部的万向轮42，铺设在架体41顶部的放置板43，以及位于放置板43相对两侧面上的管架板44；架体41为长方体框架结构，包括上下对称设置的底框411和顶框412，以及连接底框411与顶框412的伸缩立杆413；底框411下设置有万向轮42，至少一个万向轮42上设置有锁紧装置；顶框412上铺设放置板43，放置板43为厚度不小于6mm的木板或钢板；管架板44为竖直设置的钢板，底部边沿与架体41焊接固定，顶部边沿开设有下凹的弧形槽口45，用于架设与二级通风机32连接的第一风管5和第二风管6。随着施工的逐渐深入，可以根据施工需要，移动风机座架4，并加长第一风管5，保持通风效果。

本实用新型长距离盾构隧道施工中的通风系统的工作原理，具体如下：

一级通风机31将始发风井1内的新鲜空气送入第一风管5中，新鲜空气再经过二级通风机32泵送入第二风管6中，并通过第二风管6进入隧道深处的施工作业面9后方，将隧道深处的污染空气顶送出来，经过风道7被排风孔道2内的排风机8的大力抽吸，使需要排出的绝大部分污染空气引入排风孔道2内，送入大气中，形成稳定的气流循环。

本实用新型通风系统可持续的将新鲜空气送入施工深处的隧道内，将热量高，含有大量粉尘的污染空气通过距离施工作业面9较近的排风孔道2排出隧道，大大缩短了污染空气排出时需要经过的路径，并通过排风孔道2内的抽吸牵引，有效的控制了气流的流向和流速，通风换气效果更好。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。