用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统和通风方法与流程

本发明属于隧道通风，具体涉及一种用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统和通风方法。

背景技术：

1、

2、当前隧道建设过程中比较严重的技术难题是当前通风技术条件仍然不能满足工程建设的需要，大部分隧道施工现场的通风状况效果并不理想，特别是在高寒高海拔超特长隧道内，受低压、高寒、空气稀薄等不利因素影响，隧道及地下空间施工通风技术要求更高，施工环境更恶劣，掌子面所需通风量更大，通风困难显著。长大隧道施工通风困难造成隧道内作业环境恶化成为严重影响工程质量和施工进度的因素，另一方面也间接制约了隧道机械化施工技术的发展。隧道施工过程中通常采用压入式通风、巷道式通风或二者相结合的方式，但是在隧道长度达20公里以上超特长隧道中，由于通风距离长，通风过程中风量损耗大，造成成本增加，且回风效果较差，难以满足超特长隧道的通风要求。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统和通风方法，在超特长隧道的沿程的中间段落设置了竖井通风单元，通风竖井通过联络通道与隧道左右主洞连接，可实现特长隧道多工作面同时供风的目的，有助于改善洞内作业环境，提高隧道施工安全。

2、本发明的技术方案如下：

3、用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统，所述的超特长隧道包括主洞和服务隧道，主洞包括隧道左洞和隧道右洞，服务隧道位于隧道左洞和隧道右洞之间；其特征在于：

4、通风系统包括竖井通风单元和设置在隧道出口或内部的第一风机、第二风机、第四风机、第三风机，所述的第一风机、第二风机、第四风机、第三风机通过风管通风至施工工作面；

5、所述的竖井通风单元设置在隧道左洞的左侧或者隧道右洞的右侧，且位于整条隧道沿程的中间段落；竖井通风单元包括地下风机房和竖井；竖井通过联络风道连通至地下风机房，再过联络风道连通至隧道左洞和隧道右洞。

6、上述用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统中，竖井包括底部的风仓和上部的井体，风仓的出口端连接有风管；井体为筒状结构，井体的内部设置有中隔板(31)，将井体分成进风管道和排风管道两个的独立风道。

7、上述用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统中，中隔板位于竖井井体设计中线一侧的位置，使得进风管道的横截面大于排风管道的横截面。

8、上述用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统中，所述的地下风机房内设置有控制风机运转模式的控制室和变电所；所述的控制室和变电所通过联络通道连通至邻近的隧道左洞或隧道右洞。

9、上述用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统中，通风系统还包括连通地下风机房和隧道主洞的检修通道、运输通道。

10、上述用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统中，所述的竖井通风单元包括设置在隧道同侧的第一竖井和第二竖井。

11、上述用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统中，第一竖井送风口与隧道左洞连接，第一竖井排风口与隧道右洞连接；第二竖井送风口与隧道右洞连接，第二竖井排风口与隧道左洞连接。

12、一种用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风方法，施工方式采用七工作面长隧短打模式，通风方法根据施工步骤分为隧道未贯通至竖井位置和隧道贯通至竖井位置两个阶段：

13、【1】隧道未贯通至竖井位置阶段；

14、第一风机设置在隧道左洞的进口处，供风给左洞第一工作面；

15、第二风机设置在服务隧道进口左侧，供风给左洞第二工作面和左洞第三工作面；

16、第三风机设置在服务隧道进口右侧，供风给右洞第二工作面和右洞第三工作面；

17、第四风机设置在隧道右洞的进口处，供风给右洞第一工作面；

18、地下风机房内部设置有第五风机，将竖井外部的新鲜风通过施工联络横通道输送至服务隧道工作面；

19、左洞第一工作面的污染风经过隧道左洞的进口排出；右洞第一工作面的污染风经过隧道右洞的进口排出；

20、左洞第二工作面、左洞第三工作面、右洞第二工作面、右洞第三工作面以及服务隧道工作面的污染风均通过服务隧道进口排出；

21、【2】隧道贯通至竖井位置阶段：

22、第一风机设置在隧道左洞距竖井数十米处，供风给左洞第一工作面，产生的污染风沿隧道左洞和竖井排出；

23、第三风机设置在隧道右洞距竖井数十米处，供风给右洞第一工作面，产生的污染风沿隧道由洞和竖井排出；

24、第二风机设置在地下风机房内部，将竖井外部的新鲜风输送至左洞第二工作面、左洞第三工作面和服务隧道工作面；

25、第四风机设置在地下风机房内部，将竖井外部的新鲜风输送至右洞第二工作面、右洞第三工作面；

26、污染风经服务隧道汇聚后通过竖井排出。

27、上述用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风方法中，隧道贯通至竖井位置阶段中，左洞第一工作面返回的污染风沿隧道左洞和第一竖井排出。

28、上述用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风方法中，隧道贯通至竖井位置阶段中，右洞第一工作面返回的污染风沿隧道右洞和第二竖井排出。

29、本发明具有的有益技术效果如下：

30、一、本发明提出了一种适用于高寒高海拔特长隧道竖井通风模式，在超特长隧道沿程中间段落设置了竖井通风单元，通风竖井通过联络通道与隧道左右主洞连接，通过在竖井通风单元内部的地下风机房设置风机，与洞口的若干风机相结合，实现了特长隧道多工作面同时供风，有助于节约通风能耗，改善洞内作业环境，提高施工安全。

31、二、与传统压入式通风相比，本发明在隧道施工过程中，可根据工程进度将原设在隧道洞口的风机移位至隧道内部或者竖井通风单元的地下风机室，其中地下风机室预留了风机位置处，可以根据工程进度灵活的移动和配置风机，从而缩短了风机送风距离，节约了风机数量、风机管路及风机能耗，而且利用竖井通风，还能避免回风污染。

32、三、本发明使用在竖井通风采用了“井体+风仓+风管”通风方式，在竖井底部设置风仓，减小了井体与联络通道90°转角交叉处的风能损耗，使得竖井通过联络通道可将新鲜风输送至各工作面，有效提高了轴流风机效率。

33、四、本发明在在井体的内部设置有中隔板，将井体分成进风管道和排风管道两个的独立风道，且中隔板位于竖井井体设计中线一侧的位置，使得进风管道的横截面大于排风管道的横截面，以保障各工作面获得足够的新鲜风。

技术特征：

1.用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统，所述的超特长隧道包括主洞和服务隧道，主洞包括隧道左洞(10)和隧道右洞(12)，服务隧道(11)位于隧道左洞(10)和隧道右洞(12)之间；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统，其特征在于：竖井包括底部的风仓(32)和上部的井体，风仓(32)的出口端连接有风管(5)；井体为筒状结构，井体的内部设置有中隔板(31)，将井体分成进风管道和排风管道两个的独立风道。

3.根据权利要求1所述的用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统，其特征在于：中隔板位于竖井井体设计中线一侧的位置，使得进风管道的横截面大于排风管道的横截面。

4.根据权利要求1所述的用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统，其特征在于：所述的地下风机房(21)内设置有控制风机运转模式的控制室(24)和变电所(23)；所述的控制室和变电所通过联络通道(26)连通至邻近的隧道左洞或隧道右洞。

5.根据权利要求1所述的用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统，其特征在于：通风系统还包括连通地下风机房和隧道主洞的检修通道(22)、运输通道(25)。

6.根据权利要求1所述的用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统，其特征在于：所述的竖井通风单元包括设置在隧道同侧的第一竖井(19)和第二竖井(20)。

7.根据权利要求1所述的用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统，其特征在于：第一竖井送风口(27)与隧道左洞连接，第一竖井排风口(29)与隧道右洞连接；第二竖井送风口(30)与隧道右洞连接，第二竖井排风口(28)与隧道左洞连接。

8.利用权利要求1至7任意之一所述的用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统进行通风的方法，其特征在于，施工过程中七工作面同时施工，以实现长隧短打，且隧道未贯通至竖井位置阶段时：

9.利用权利要求1至7任意之一所述的用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统进行通风的方法，其特征在于，施工过程中七工作面同时施工，以实现长隧短打，且隧道贯通至竖井位置阶段时：

10.根据权利要求9所述的高寒高海拔超特长隧道施工的通风方法，其特征在于：左洞第一工作面(7)返回的污染风沿隧道左洞(10)和第一竖井(19)排出；右洞第一工作面(9)返回的污染风沿隧道右洞(12)和第二竖井(20)排出。

技术总结
本发明公开了一种用于高寒高海拔超特长隧道施工的通风系统和通风方法，通风系统包括竖井通风单元和设置在隧道出口或内部的第一风机、第二风机、第四风机、第三风机，所述的第一风机、第二风机、第四风机、第三风机通过风管通风至施工工作面；所述的竖井通风单元设置在隧道左洞的左侧或者隧道右洞的右侧，且沿程设置于隧道中间段落；竖井通风单元包括地下风机房和竖井；竖井通过联络风道连通至地下风机房，再过联络风道连通至隧道左洞和隧道右洞。本发明通过在竖井通风单元内部的地下风机房设置风机，与洞口的若干风机相结合，实现了特长隧道多工作面同时供风，有助于节约通风能耗，改善洞内作业环境，提高施工安全。

技术研发人员：王贺起,陈建勋,尚清晨,刘伟伟,黄登侠,于瑞斌,李坤,罗彦斌,陈丽俊,王传武,牛嘉伟,贾海洋,高尚昆,方腾飞,郭会杰
受保护的技术使用者：中交中南工程局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13