一种大断面隧道悬臂式掘进机工法通风除尘系统的制作方法

本发明属于隧道施工，具体涉及一种大断面隧道悬臂式掘进机工法通风除尘系统。

背景技术：

1、随着国内隧道机械化装备的不断发展，悬臂式掘进机施工逐渐成为隧道机械化施工的重要装备，悬臂式掘进机隧道施工具有灵活机动、可靠性强、开挖效率高等优点，既能够实现隧道周围软岩的剥离、隧道土渣装运，还能实现设备自身的移动，相比于钻爆法隧道施工，悬臂式掘进机隧道施工优势明显，在未来的隧道施工中将更具优势；但悬臂式掘进机铣挖头在破碎围岩过程中，会产生大量粉尘，由于单循环掘进时间长、隧道洞内空间相对狭小、空气流通不畅等问题，导致了施工粉尘无法尽快排除，洞内施工环境差，严重影响洞内二次衬砌及仰拱施工，影响了掘进机施工时隧道整个工序间施工效率，恶化了施工人员的工作环境，为隧道的施工安全及运营安全增加了隐患。

2、现有隧道除尘设施主要通过洞内设置自动喷雾装置来改善隧道洞内环境，但施工用水会对洞内围岩产生软化作用，影响了洞内围岩的稳定性，同时，也会恶化洞内施工工人的施工条件。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种大断面隧道悬臂式掘进机工法通风除尘系统，采取通风方式排泄洞内污浊空气，取代喷淋设施，保证了洞内的干燥，避免了施工用水对洞内围岩的软化作用，实现快速排除洞内粉尘，保证隧道洞内良好的施工环境，进而提高施工质量及效率。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

3、一种大断面隧道悬臂式掘进机工法通风除尘系统，其特征在于：

4、包括全断面拱形门架，所述全断面拱形门架设置于掌子面开挖区域与二衬施工区域交接位置处；

5、所述全断面拱形门架顶部安装有轴流风机，所述轴流风机与污浊空气通风风带连接，所述污浊空气通风风带另一端设置于洞外；

6、洞口位置处设置有射流风机，；所述射流风机与新鲜空气通风风带连接，所述新鲜空气通风风带另一端设置于掌子面开挖区域；

7、所述全断面拱形门架位于掌子面的一侧设置有隔挡设施。

8、进一步，所述污浊空气通风风带位于洞口的一端设置有圆形骨架，所述圆形骨架上设置有拱形供雾管，所述拱形供雾管上均匀设置有多个喷雾头；所述拱形供雾管通过引雾管与细水雾泵连接。

9、进一步，所述全断面拱形门架最外缘钢架半径小于初期支护净空约10～20cm。

10、进一步，所述三榀门型钢架上方设置两道斜撑。

11、进一步，所述全断面拱形门架包括全断面拱形骨架，所述全断面拱形骨架内设置有三榀门型钢架，相邻三榀门型钢架之间沿隧道轴向设置有纵向槽钢；

12、所述全断面拱形骨架与三榀门型钢架之间通过横向钢支撑和竖向钢支撑连接。

13、进一步，所述隔挡设施沿着全断面拱形骨架外缘设置，采取全断面包裹，用于掌子面开挖区域与二衬施工区域的隔断。

14、进一步，所述全断面拱形门架底部通过螺栓与自行式仰拱栈桥一端连接。

15、本发明的有益效果：

16、1)本发明在采取全断面门架隔断施工区域的同时，在门架上方设置轴流风机排出掌子面施工区域的污浊空气，洞口射流风机向洞内提供新鲜空气，两者之间形成空气循环通道，可尽快将掌子面污浊空气排至洞外，保证了洞内施工环境，保障了施工工人的生命财产安全；

17、2)本发明设置全断面拱形门架，沿着门架外缘全环包裹，在二次衬砌施工段与掌子面施工段形成隔断，避免掌子面施工灰尘对二衬施工段的影响，可同时开展两区域的施工作业，提高了施工作业效率；保证了二衬施工段的钢筋绑扎、防水板铺设的施工质量；

18、3)本发明全断面拱形门架与自行式仰拱栈桥采用螺栓方式连接，施工中方便拆卸，安装完成后，可随着自行式仰拱栈桥的移动而移动，简易实用；

19、4)本发明为避免洞内灰尘排放至洞外对洞外环境造成污染，排出洞内污风的通风风带口处设置圆形骨架，骨架上半圆处设置拱形供雾管，供雾管上安装若干个均匀间隔的喷雾头，当灰尘排放至洞口时，风带口喷淋水雾，抑制洞口扬尘，保证洞外环境。

技术特征：

1.一种大断面隧道悬臂式掘进机工法通风除尘系统，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种大断面隧道悬臂式掘进机工法通风除尘系统，其特征在于：所述污浊空气通风风带(15)位于洞口的一端设置有圆形骨架(17)，所述圆形骨架(17)上设置有拱形供雾管(18)，所述拱形供雾管(18)上均匀设置有多个喷雾头(19)；所述拱形供雾管(18)通过引雾管(20)与细水雾泵(21)连接。

3.根据权利要求2所述的一种大断面隧道悬臂式掘进机工法通风除尘系统，其特征在于：所述全断面拱形门架(4)最外缘钢架半径小于初期支护净空约10～20cm。

4.根据权利要求3所述的一种大断面隧道悬臂式掘进机工法通风除尘系统，其特征在于：所述三榀门型钢架(6)上方设置两道斜撑(9)。

5.根据权利要求4所述的一种大断面隧道悬臂式掘进机工法通风除尘系统，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的一种大断面隧道悬臂式掘进机工法通风除尘系统，其特征在于：所述隔挡设施(14)沿着全断面拱形骨架(5)外缘设置，采取全断面包裹，用于掌子面开挖区域与二衬施工区域的隔断。

7.根据权利要求6所述的一种大断面隧道悬臂式掘进机工法通风除尘系统，其特征在于：所述全断面拱形门架(4)底部通过螺栓(8)与自行式仰拱栈桥(23)一端连接。

技术总结
本发明公开了一种大断面隧道悬臂式掘进机工法通风除尘系统。隧道洞内空间狭小，施工粉尘无法尽快排除，洞内环境差。本发明包括全断面拱形门架，设于掌子面开挖区域与二衬施工区域交接处；拱形门架顶部装有轴流风机，与污浊空气通风风带连接，污浊空气通风风带另一端设于洞外；洞口位置处设有射流风机，射流风机与新鲜空气通风风带连接，新鲜空气通风风带另一端设于掌子面开挖区域；拱形门架位于掌子面的一侧设有隔挡设施。本发明在采取全断面门架隔断施工区域的同时，在门架上方设置轴流风机排出掌子面施工区域的污浊空气，洞口射流风机向洞内提供新鲜空气，两者间形成空气循环通道，可尽快将污浊空气排至洞外。

技术研发人员：徐志平,赵启超,赵秋林,史先伟,张倬瑶,桑云飞
受保护的技术使用者：中铁第一勘察设计院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13