隧道掌子面前端工作区域降温方法与流程

本公开涉及隧道施工，尤其涉及一种隧道掌子面前端工作区域降温方法。

背景技术：

在现有的部分隧道开挖过程中，部分线路隧道掌子面附近受到地热影响会导致隧道内部环境温度较高，且掌子面不断会有高温热水涌出并产生较多的热蒸汽，这样会对施工设备造成较大的影响，同时也使得工作人员的工作环境更加恶劣。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种隧道掌子面前端工作区域降温方法。

本公开提供了一种隧道掌子面前端工作区域降温方法，通过排风设备将工作区域的热蒸汽沿隧道出口方向朝向工作区域外部排放，通过进风设备将外界的新风输送至工作区域位置以冲淡并挤出工作区域的热空气，新风还用于沿隧道出口方向引导并带出排风设备排出的热蒸汽。

可选的，降低排风设备进风口高度以降低热蒸汽的上升高度。

可选的，调整进风设备的进风口与排风设备的出风口在隧道纵向方向上的相对位置，以避免排风设备排出的热蒸汽回流。

可选的，调节进风设备和排风设备的相对风量以加强新风对排风设备排出的热蒸汽的引导效果。

可选的，对部分新风进行导向，使得该部分新风与蒸发的热蒸汽进行混合并一同通过排风设备的进风口吸收。

可选的，进风设备包括从隧道出口延伸到工作区域的进风管道以及与进风管道连接的第一风机，排风设备包括从工作区域延伸到进风管道出风口后方的排风管道以及与排风管道连接的第二风机。

可选的，在工作区域内设置罩体，通过罩体对蒸发的热蒸汽进行收集，排风设备通过其进风口抽取位于罩体下方的热蒸汽。

可选的，排风设备还包括行走部，第二风机、排风管道均设置在行走部上，行走部上还设有用于支撑罩体的支架。

可选的，在工作区域内设置排水设备，通过排水设备对由掌子面涌出的热水进行收集并排放至隧道外部。

可选的，进行隔热处理，以减少隧道地热与隧道内部、输送过程中的新风与隧道内部、排放过程中的热蒸汽与工作区域以及掌子面涌出的热水与隧道内部的热量交换。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开通过设置进风设备向掌子面前端的工作区域内引入新风，同时在工作区域内还设置排风设备，排风设备可以用于将由热水蒸发出的热蒸汽进行吸收并排放，从而有效起到降温效果；由于隧道的特殊性，隧道内存在较多热蒸汽，因此设置排风设备填补了现有技术中仅仅利用单一的进风设备对空气采取冲淡和挤压处理的空缺，且通过设置排风设备，直接作用于热蒸汽，避免了新风与热蒸汽混合这一步骤，从而在原有的基础上继续提高了对工作区域的降温效果。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例的工作流程图；

图2为本公开实施例的整体结构示意图。

其中，1、进风管道；2、排风管道；3、罩体；4、导风部；5、挡风部；6、热水收集井；7、排水管道；8、工作区域。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1和图2，在一些实施例中，本公开提供了一种隧道掌子面前端工作区域8降温方法，通过排风设备将工作区域8的热蒸汽沿隧道出口方向朝向工作区域8外部排放，通过进风设备将外界的新风输送至工作区域8位置以冲淡并挤出工作区域8的热空气，新风还用于沿隧道出口方向引导并带出排风设备排出的热蒸汽。

在现有的部分隧道开挖过程中，部分线路隧道掌子面附近受到地热影响会导致隧道内部环境温度较高，且掌子面不断会有高温热水涌出，这样会对施工设备造成较大的影响，同时也使得工作人员的工作环境更加恶劣。面对上述情况，现有技术中一般都是采取向隧道内通入新风的方式，对掌子面前端工作区域8内污浊、高温且潮湿的空气进行冲淡，并同时将工作区域8的空气向隧道外挤压，来实现降温效果。

可是用于输送新风的管道一般在输送过程中会逐渐升温，这是由于隧道内部整体温度较高而导致的，当新风输送至工作区域8后，新风的温度虽然稍微低于工作区域8的温度，但是对于工作区域8的降温效果却并不显著，虽然新风可以将部分热蒸汽引导带出，但是新风在进入工作区域8后，存在着与热蒸汽混合这一个过程，因此热蒸汽依然会在工作区域8停留部分时间，对工作人员的工作环境依然造成了一定的影响。

针对上述问题，在本实施例中，首先通过设置进风设备向掌子面前端的工作区域8内引入新风，同时在工作区域8内还设置排风设备，排风设备可以用于将由热水蒸发出的热蒸汽进行吸收并排放，从而有效起到降温效果。

需要强调的是，进风设备作为现有技术已经十分成熟，一般多采用风机与管道进行配合，沿隧道长度方向延伸布置。排风设备的基本结构与进风设备类似，作为现有装置其虽然本身并不具有实质特点，但是用于将隧道内的热蒸汽进行抽取并排放这一设置却具有一定的巧妙性，由于部分隧道的特殊性，隧道内存在较多热蒸汽，因此设置排风设备填补了现有技术中仅仅利用单一的进风设备对空气采取冲淡和挤压处理的空缺，且通过设置排风设备，直接作用于热蒸汽，避免了新风与热蒸汽混合这一步骤，从而在原有的基础上还提高了对工作区域8的降温效果。

由于隧道会随着开挖而逐渐增长，因此在本实施例中，对于排风设备的排风范围也进行了部分限定，即将热蒸汽向“工作区域8外部”排放即可，这样首先可确保在工作区域8内部，新风与热蒸汽之间不相互混合以提高降温效率。同时，当热蒸汽排放至工作区域8外部后，由于新风可用于将隧道内的“旧空气”挤出，因此可为排出的热蒸汽提供行走空间，避免排出的热蒸汽因隧道内原有空气的约束而重新回流至工作区域8的问题，同时在新风的引导下，更利于热蒸汽的排放，通过上述设置，利用进风设备的固有属性和效果，可起到对排风设备的有效辅助以及配合，可有减少排风设备的管道长度，使得整个系统更为科学高效。

在一些实施例中，降低排风设备进风口高度以降低热蒸汽的上升高度。

在上述实施例中，由于热蒸汽会不断上升，当上升高度过高时，会明显使得工作人员感到不适，因此，工作人员可根据实际情况调整排风设备的进风口高度，从而降低热蒸汽的上升高度，从而提高工作环境的舒适度。

在一些实施例中，调整进风设备的进风口与排风设备的出风口在隧道纵向方向上的相对位置，以避免排风设备排出的热蒸汽回流。

在上述实施例中，则是对进风设备的进风口与排风设备的出风口的位置进行优化，工作人员可根据进风设备和排风设备的实际功率、尺寸以及热蒸汽蒸发程度等因素进行调整，一般的，以排风设备的出风口的位置位于进风设备的进风口后方为最佳，若是进风设备的功率较大，新风压力较强或者排风设备的功率较小，排风设备的出风口的位置也可位于进风设备的进风口前方，从而可缩端排风设备管道的长度，使得结构整体更为优化。

在一些实施例中，调节进风设备和排风设备的相对风量以加强新风对排风设备排出的热蒸汽的引导效果。

在上述实施例中，工作人员可根据实际情况调节进风设备和排风设备的相对风量，加强新风对排风设备排出的热蒸汽的引导效果，避免热蒸汽出现回流的情况。

在一些实施例中，进风管道1的尺寸大于排风管道2的尺寸。

在一些实施例中，对部分新风进行导向，使得该部分新风与蒸发的热蒸汽进行混合并一同通过排风设备的进风口吸收。

在上述实施例中，则是对排风设备吸收热蒸汽的方式进行了进一步优化，由于热蒸汽的上升存在一定混乱无序的情况，因此排风设备对热蒸汽的吸收也存在不够完全的情况，通过将部分新风分流，则可起到对热蒸汽导流的效果，从而加强对热蒸汽的吸收效果。

在一些实施例中，进风设备包括从隧道出口延伸到工作区域8的进风管道1以及与进风管道1连接的第一风机，排风设备包括从工作区域8延伸到进风管道1出风口后方的排风管道2以及与排风管道2连接的第二风机。

在上述实施例中，则是具体公开了排风设备和进风设备的结构，通过上述结构则可使得在工作区域8内，通过进风设备向工作区域8内输送新风，并将工作区域8的热蒸汽抽取并排放至外部，热蒸汽排放至工作区域8外部后，则与由工作区域8排出的新风一同向隧道出口方向运动，从而实现了对工作区域8的有效降温效果。

在一些实施例中，在工作区域8内设置罩体3，通过罩体3对蒸发的热蒸汽进行收集，排风设备通过其进风口抽取位于罩体3下方的热蒸汽。

在上述实施例中，则是公开了罩体3这一结构，通过将罩体3覆盖在工作区域8上方，则可有效对热蒸汽进行收集，即使得热蒸汽可在罩体3下方汇聚，再通过排风设备即可进行抽取。

优选地，罩体3位于进风管道1出风口的下方，通过该设置，还使得罩体3具备降低热蒸汽的上升高度的效果，从而优化工作环境。

在一些实施例中，罩体3与掌子面之间留有间隙，罩体3的顶端设有导风部4，导风部4用于将由进风管道1出风口送出的新风向缝隙内引导。

在上述实施例中，则是对前文提到的新风分流方案的具体实施，通过设置导风部4，则可将新风向间隙内引导，从而使得部分新风与蒸发的热蒸汽进行混合并一同通过排风设备的进风口吸收，进而优化对热蒸汽的排放效果。

在一些实施例中，罩体3远离掌子面一端的下方设有挡风部5。

在上述实施例中，通过设置挡风部5，可以有效避免部分新风与热蒸汽混合后因方向改变而导致的混合空气从罩体3下方泄露的情况，从而优化了对热蒸汽的排放效果。

在一些实施例中，排风设备还包括行走部，第二风机、排风管道2均设置在行走部上，行走部上还设有用于支撑罩体3的支架。

在上述实施例中，则是对排风设备进行的具体优化，通过设置支架则可以支撑罩体3，通过设置行走部，则可使得排风设备具有移动的功能，可随着隧道的掘进而实现排风设备的转运。

优选地，罩体3可与排风管道2为一体化设置，罩体3的内部与排风管道2的进风口相连通，通过上述设置，则对排风设备的整体结构进行了优化，使得结构整体更加紧凑，实用过程更加方便。

在一些实施例中，在工作区域8内设置排水设备，通过排水设备对由掌子面涌出的热水进行收集并排放至隧道外部。

在上述实施例中，则是对掌子面热水进行处理，通过对该热水进行收集并排放，可有效减少热水所产生的热量以及降低热蒸汽的蒸发量，从而提高降温效果。

在一些实施例中，隧道内设有热水收集井6以及与热水收集井6连接的排水管道7。

在上述实施例中，则是热水收集以及排放结构的具体公开，通过设置热水收集井6可对由掌子面涌出的热水进行有效收集，通过设置排水管道7则可将收集的热水进行排放，从而起到良好的降温效果，且结构简单，易于实施。

进一步的，该排水管道7为开设在隧道表面的排水沟，排水沟为常见的排水结构，具有易于施工，成本低廉的特点。

在一些实施例中，进行隔热处理，以减少隧道地热与隧道内部、输送过程中的新风与隧道内部、排放过程中的热蒸汽与工作区域8以及掌子面涌出的热水与隧道内部的热量交换。

在上述实施例中，通过减少上述相关部件之间的热量交换，可有效提高隧道的降温效果。通过减少隧道地热与隧道内部的热量交换，可有效降低隧道内部的温度；通过减少输送过程中的新风与隧道内部的热量交换则可有效保证输送到工作区域8的新风保持较低的温度，从而优化施工环境；由于上述热量交换过程中均涉及到隧道内部的温度，因此对隧道内壁进行隔热不但从直观上可以降低隧道内部的温度，同时也间接起到了保持新风的温度的作用；通过降低排放过程中的热蒸汽与工作区域8的热量交换则可避免热蒸汽对工作区域8的温度造成影响，从而优化降温效果；通过降低掌子面涌出的热水与隧道内部的热量交换也可起到同样作用，在此不做赘述。

在一些实施例中，排风管道2的表面设有第一隔热层。

在一些实施例中，排水管道7表面设有第二隔热层。

在一些实施例中，进风管道1和隧道内壁的表面设有第三隔热层。

在上述实施例中，均是对前文提到的减少相关部件之间的热量交换的具体实施，在此也不做赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。