一种用于隧道长距离施工通风的组装式异形风道及构筑方法与流程

本发明技术属铁路隧道、公路隧道、市政隧道工程领域，特别涉及一种用于隧道长距离施工通风的组装式异形风道。

背景技术：

随着国家经济水平的提高，越来越多的铁路正在或将要规划建设，特别在我国西部地区，由于复杂的地形、地质条件限制和线路走向要求，将出现大量的特长隧道，成为控制全线工期甚至影响线路方案。

目前铁路山岭隧道大多采用钻爆法施工，为了确保洞内正常施工环境、保障作业人员身心健康以及生命财产安全，施工期间通常设置通风设备排出炸药爆破产生粉尘和施工机械产生的废气，稀释瓦斯、硫化氢等有害气体到对安全的浓度，同时满足作业人员耗氧以及洞内最小风速要求。通风设备的供风能力与风管大小、风机功率有密切的关系，但风由风管送至开挖面的过程中，由于风管不可避免的漏风，沿程风量不断损失，因此要求开挖面风量相同时，运风距离越长所需风机提供的风量越大，同时风压更大，这就存在一个经济的通风距离，当距离达到一定长度时，将在现有设备下无法实现通风的需求。

为了缩短施工工期以及满足施工通风要求，特长隧道均会设置辅助坑道实现长隧短打、缩短通风距离，但一些铁路特长隧道由于地形条件限制，辅助坑道条件差、长度长，施工通风距离长，加之处于高原地区风机效率降低，供风能力下降，常规风管压入式通风难以满足或需要扩大辅助坑道断面但投资将大幅增加。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于隧道长距离施工通风的组装式异形风道，以有效增大送风面积，增加通风距离，减少因通风需要而加大断面、增加副井或增设辅助坑道等，从而有效降低工程投资。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本发明一种用于隧道长距离施工通风的组装式异形风道，包括辅助坑道向右线正洞隧道开挖面送风，且通过横通道向左线正洞或平行导洞隧道开挖面送风，其特征是：所述辅助坑道、右线正洞、横通道和左线正洞或平行导洞的中上部固定安装供洞外新鲜风流通过的定制异形风道，该预制风道在临近右线正洞、左线正洞或平行导洞隧道开挖面的端口上设置端隔板形成风仓，风仓外安装压入风机和通向隧道开挖面的风管；所述定制异形风道由定制轻质风道单元节段纵向对接拼装而成，各定制轻质风道单元节段支撑在纵向间隔设置的支撑构件上，支撑构件的两端与辅助坑道、右线正洞、横通道或左线正洞或平行导洞的隧道衬砌结构或者隧道初期支护结构可拆卸连接。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供上述一种用于隧道长距离施工通风的组装式异形风道的构筑方法，该方法包括如下步骤：

①按正常的工序完成辅助坑道、横通道施工，在洞外完成定制轻质风道单元节段、支撑构件的生产和加工；

②将定制轻质风道单元节段吊装到预定位置，安装隧道衬砌结构安装支撑构件为预制风道单元节段提供支撑，纵向拼装各预制风道单元节段形成预制风道；

③在预制风道临近隧道开挖面的端口上安装带有开口的端隔板，在端隔板开口外安装安装压入风机和通向开挖面的风管

④启动风机，通过风管向各隧道开挖面供风。

与现有风管压入式通风相比较，本发明的有益效果主要体现在如下方面：

一，通过在辅助坑道上部设置异形风道，充分利用辅助坑道上部空间，同比传统风管有效增大送风面积高达80％，增加通风距离，减少因通风需要而加大断面、增加副井或增设辅助坑道等，有效降低工程投资；

二，为形成异形风道在辅助坑道断面中上部设置横向支撑，将改善断面受力条件；

三，异形风道结构简单、施工方便、工厂预制，可在辅助坑道贯通后快速施工完成，对正洞施工影响小。

附图说明

本说明书包括如下五幅附图：

图1是本发明一种用于隧道长距离施工通风的组装式异形风道的平面布置图。

图2是本发明一种用于隧道长距离施工通风的组装式异形风道的正洞横断面图。

图3是图2中的a局部的放大图。

图4是本发明的一种用于隧道长距离施工通风的组装式异形风道的辅助坑道横断面图。

图5是图4中的b局部的放大图。

图6是定制轻质风道的连接详图。

图中设施、部位名称及所对应标记：右线正洞10、左线正洞或平导11、辅助坑道20、辅助坑道洞口21、横通道22、定制轻质风道30、横梁31、斜撑32、连接螺栓33、连接板34、锚固螺栓35、连接垫板36、密封垫圈37、压入风机40、风管41、端隔板42。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

参照图1和图4，本发明一种用于隧道长距离施工通风的组装式异形风道，包括辅助坑道20向右线正洞10隧道开挖面送风，且通过横通道22向左线正洞或平行导洞11隧道开挖面送风。所述辅助坑道20、右线正洞10、横通道22和左线正洞或平行导洞11的中上部固定安装供洞外新鲜风流通过的定制轻质风道30，该定制轻质风道30在临近右线正洞10、左线正洞或平行导洞11隧道开挖面的端口上设置端隔板42形成风仓，风仓外安装压入风机40和通向开挖面的风管41。所述定制轻质风道30由定制轻质风道单元节段纵向对接拼装而成，各预制风道单元节段支撑在纵向间隔设置的支撑构件上，支撑构件的两端与辅助坑道20、右线正洞10、横通道22或左线正洞或平行导洞11的隧道衬砌结构或者隧道初期支护结构可拆卸连接。通过在辅助坑道上部设置异形风道，充分利用辅助坑道上部空间，有效增大送风面积，增加通风距离，减少因通风需要而加大断面、增加副井或增设辅助坑道等，有效降低工程投资。

参照图6，所述预制风道单元节段的端口部具有环状翼缘，两相邻预制风道单元节段通过环向间隔设置在环状翼缘上螺栓组件形成可拆卸连接，环状翼缘之间设置密封垫圈37。螺栓组件通常包括连接螺栓33和连接垫板36。

参照图3和图5，所述支撑构件包括横梁31和连接于其两端部的斜撑32，横梁31两端口和斜撑32外端口焊接连接板34，通过锚固螺栓35与隧道衬砌结构连接。所述斜撑32内端口、横梁31连接部对应焊接连接板34，且通过连接螺栓33连接该对连接板34。

参照图1，本发明一种用于隧道长距离施工通风的组装式异形风道的构筑方法，包括如下步骤：的①按正常的工序完成辅助坑道20、横通道22施工，在洞外完成定制轻质风道单元节段、支撑构件的生产和加工；

②将定制轻质风道单元节段吊装到预定位置，安装隧道衬砌结构安装支撑构件为定制轻质风道单元节段提供支撑，纵向拼装各定制轻质风道单元节段形成定制轻质风道30；

③在定制轻质风道30临近隧道开挖面的端口上安装带有开口的端隔板42，在端隔板42开口外安装安装压入风机40和指向开挖面的风管41

④启动风机40，通过风管41向各隧道开挖面供风。

以上所述只是用图解说明本发明的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

技术特征：

1.一种用于隧道长距离施工通风的组装式异形风道，包括辅助坑道(20)向右线正洞(10)隧道开挖面送风，且通过横通道(22)向左线正洞或平行导洞(11)隧道开挖面送风，其特征是：所述辅助坑道(20)、右线正洞(10)、横通道(22)和左线正洞或平行导洞(11)的中上部固定安装供洞外新鲜风流通过的定制轻质风道(30)，该定制轻质风道(30)在临近右线正洞(10)、左线正洞或平行导洞(11)隧道开挖面的端口上设置端隔板(42)形成风仓，风仓外安装压入风机(40)和指向开挖面的风管(41)；所述定制轻质风道(30)由预制风道单元节段纵向对接拼装而成，各预制风道单元节段支撑在纵向间隔设置的支撑构件上，支撑构件的两端与辅助坑道(20)、右线正洞(10)、横通道(22)或左线正洞或平行导洞(11)的隧道衬砌结构或者隧道初期支护结构可拆卸连接。

2.如权利要求1所述的一种用于隧道长距离施工通风的组装式异形风道，其特征是：所述定制轻质风道单元节段的端口部具有环状翼缘，两相邻定制轻质风道单元节段通过环向间隔设置在环状翼缘上螺栓组件形成可拆卸连接，环状翼缘之间设置密封垫圈(37)。

3.如权利要求1所述的一种用于隧道长距离施工通风的组装式异形风道，其特征是：所述支撑构件包括横梁(31)和连接于其两端部的斜撑(32)，横梁(31)两端口和斜撑(32)外端口焊接连接板(34)，通过锚固螺栓(35)与隧道衬砌结构连接；所述斜撑(32)内端口、横梁(31)连接部对应焊接连接板(34)，且通过连接螺栓(33)连接该对连接板(34)。

4.如权利要求1至3任意一项所述一种用于隧道长距离施工通风的组装式异形风道的构筑方法，包括如下步骤：

①按正常的工序完成辅助坑道(20)、横通道(22)施工，在洞外完成定制轻质风道单元节段、支撑构件的生产和加工；

②将定制轻质风道单元节段吊装到预定位置，安装隧道衬砌结构安装支撑构件为定制轻质风道单元节段提供支撑，纵向拼装各定制轻质风道单元节段形成预制风道(30)；

③在定制轻质风道(30)临近隧道开挖面的端口上安装带有开口的端隔板(42)，在端隔板(42)开口外安装安装压入风机(40)和指向开挖面的风管(41)

④启动风机(40)，通过风管(41)向各隧道开挖面供风。

技术总结
一种用于隧道长距离施工通风的组装式异形风道及构筑方法，以有效增大送风面积，增加通风距离，减少因通风需要而加大断面、增加副井或增设辅助坑道等，从而有效降低工程投资。辅助坑道、右线正洞、横通道和左线正洞或平行导洞的中上部固定安装供洞外新鲜风流通过的定制异形风道，该预制风道在临近右线正洞、左线正洞或平行导洞隧道开挖面的端口上设置端隔板形成风仓，风仓外安装压入风机和通向隧道开挖面的风管。定制异形风道由定制轻质风道单元节段纵向对接拼装而成，各定制轻质风道单元节段支撑在纵向间隔设置的支撑构件上，支撑构件的两端与辅助坑道、右线正洞、横通道或左线正洞或平行导洞的隧道衬砌结构或者隧道初期支护结构可拆卸连接。

技术研发人员：黄华;邸成;陈锡武;朱勇;卿伟宸;殷召念;郑伟;张磊;姜波;周跃峰;吴华;曾宏飞;范磊;陈柯霖;熊国兴
受保护的技术使用者：中铁二院工程集团有限责任公司
技术研发日：2020.04.05
技术公布日：2020.08.07