長距離隧道施工用通風系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，包括一個布設于隧道洞口外側(cè)的軸流式通風機、一個位于當前所施工掌子面后側(cè)的射流風機、位于當前所施工掌子面后側(cè)的可移動式監(jiān)測裝置和通過通訊電纜與可移動式監(jiān)測裝置相接的上位監(jiān)測裝置，可移動式監(jiān)測裝置包括檢測裝置和可移動式安裝架；射流風機位于隧道洞內(nèi)且其安裝在移動式風機安裝架上；隧道洞內(nèi)布設有與軸流式通風機的送風口相接的風管，風管前端與當前所施工掌子面之間的距離為30～100m；射流風機位于風管的前端后側(cè)且其與風管前端之間的間距為60～90m。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、設計合理且安裝及使用簡便、使用效果好，能滿足長大隧道施工過程中掌子面不斷向前推進的通風需求。
【專利說明】長距離隧道施工用通風系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于隧道開挖施工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種長距離隧道施工用通風系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]溆懷高速關(guān)虎沖隧道位于湖南省懷化市辰溪縣境內(nèi)，為雙洞單向四車道交通隧道，設計速度為100Km/h，左線全長4918m，右線全長4970m，隧道縱坡為單坡，溆浦端洞口設計高程為287m?289m,懷化端洞口設計高程為196m,洞內(nèi)設5個車行橫洞且間距約800m,整個隧道中間未設措施斜井或豎井。關(guān)虎沖隧道采用分別從兩端上下行線獨頭掘進到分界里程的施工方案，溆浦端最遠獨頭掘進2560m，懷化端最遠獨頭掘進2410m。根據(jù)洞身圍巖性質(zhì)及其成分推測，隧道圍巖內(nèi)可能產(chǎn)生有害氣體(如瓦斯)。長距離隧道施工通風相對于運營期間通風而言，面臨著掘進施工面不斷推進、需風量動態(tài)變化、通風強度大以及通風系統(tǒng)設施安裝、維護與保養(yǎng)困難等問題，特別是特長距離隧道獨頭掘進施工期間問題尤為突出。因而，現(xiàn)如今缺少一種結(jié)構(gòu)簡單、設計合理且安裝及使用簡便、使用效果好的長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，能滿足長大隧道施工過程中掌子面不斷向前推進的通風需求。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單、設計合理且安裝及使用簡便、使用效果好，能滿足長大隧道施工過程中掌子面不斷向前推進的通風需求。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征在于:包括一個布設于所施工隧道的隧道洞口外側(cè)的軸流式通風機、一個布設于當前所施工掌子面后側(cè)的射流風機、位于當前所施工掌子面后側(cè)的可移動式監(jiān)測裝置和通過通訊電纜與所述可移動式監(jiān)測裝置相接的上位監(jiān)測裝置，所述可移動式監(jiān)測裝置包括對有害氣體濃度、粉塵濃度與風速進行實時檢測的檢測裝置和供檢測裝置安裝的可移動式安裝架；所施工隧道的長度大于500m ;所述射流風機位于所施工隧道的隧道洞內(nèi)且射流風機安裝在移動式風機安裝架上；所述隧道洞內(nèi)布設有與軸流式通風機的送風口相接的風管，所述風管沿所施工隧道的延伸方向由后至前布設，所述風管前端與當前所施工掌子面之間的距離為d3，其中d3 = 30m?10m ;所述射流風機位于風管的前端后側(cè)，所述射流風機與風管前端之間的間距dl = 60m?90m ;所述移動式風機安裝架包括第一支撐架體和多個安裝在所述第一支撐架體底部的第一行走輪，所述射流風機安裝在所述第一支撐架體上；所述可移動式安裝架包括第二支撐架體和多個安裝在所述第二支撐架體底部的第二行走輪，所述檢測裝置安裝在所述第二支撐架體上。
[0005]上述長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征是:所述軸流式通風機與所述隧道洞口之間的間距d2 = 20m?50m ;所述軸流式通風機安裝在水平安裝架上，所述水平安裝架固定在所述隧道洞口外側(cè)且其高度為3m?4m。
[0006]上述長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征是:所述第二支撐架體的高度為1.5m?
2m ο
[0007]上述長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征是:所述第一支撐架體和所述第二支撐架體均為由型鋼焊接而成的支撐架，所述第一支撐架體的高度為4m?6m。
[0008]上述長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征是:所述風管布設在隧道洞內(nèi)部一側(cè)，所述射流風機布設在隧道洞內(nèi)部另一側(cè)，所述通訊電纜與風管呈平行布設。
[0009]上述長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征是:所述可移動式監(jiān)測裝置與當前所施工掌子面之間的間距不大于500m ;所述可移動式監(jiān)測裝置的數(shù)量為多個，多個所述可移動式監(jiān)測裝置沿所施工隧道的延伸方向由前至后布設，多個所述可移動式監(jiān)測裝置中位于最前側(cè)的所述可移動式監(jiān)測裝置為前側(cè)監(jiān)測裝置，所述前側(cè)監(jiān)測裝置位于當前所施工掌子面所處位置處，前后相鄰兩個所述可移動式監(jiān)測裝置之間的間距為80m?120m。
[0010]上述長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征是:所述可移動式監(jiān)測裝置還包括布設在所述第二支撐架體上的無線通信模塊一，所述無線通信模塊一與檢測裝置相接，所述上位監(jiān)測裝置與無線通信模塊二相接，所述檢測裝置通過無線通信模塊一和無線通信模塊二與所述上位監(jiān)測裝置進行雙向通信。
[0011]上述長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征是:所述上位監(jiān)測裝置包括對檢測裝置所檢測信息進行采集的前端采集裝置和與所述前端采集裝置相接的上位機，所述前端采集裝置與檢測裝置之間通過所述通訊電纜進行連接，所述前端采集裝置與上位機之間通過串行通信接口連接。
[0012]上述長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征是:所述檢測裝置包括風速檢測儀、對有害氣體濃度進行實時檢測的氣體濃度傳感器和對粉塵濃度進行實時檢測的粉塵濃度傳感器，所述風速檢測儀、所述氣體濃度傳感器和所述粉塵濃度傳感器均與數(shù)據(jù)收發(fā)器相接，所述數(shù)據(jù)收發(fā)器通過所述通訊電纜與所述前端采集裝置相接；所述風速檢測儀、所述氣體濃度傳感器和所述粉塵濃度傳感器的數(shù)量均為多個，多個所述風速檢測儀、多個所述氣體濃度傳感器和多個所述粉塵濃度傳感器均沿隧道洞的寬度方向由左至右進行布設。
[0013]上述長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征是:所述軸流式通風機和射流風機均由所述上位監(jiān)測裝置進行控制且二者均與所述上位監(jiān)測裝置相接；所述軸流式通風機為變頻風機。
[0014]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0015]1、結(jié)構(gòu)簡單且設計合理，投入成本較低。
[0016]2、安裝布設方便、使用操作簡便且通風效果好，能滿足長距離隧道的通風需求，并且對隧道施工不會造成任何影響。
[0017]3、所采用的通風設備位置布設合理、操作簡便且使用效果好，由一個布設于所施工隧道的隧道洞口外側(cè)的軸流式通風機和一個布設于當前所施工掌子面后側(cè)的射流風機組成，其中射流風機為移動式風機，能隨隧道向前掘進進度對安裝位置進行調(diào)整。實際使用時，對所施工隧道前500m進行開挖時，僅采用軸流式通風機進行壓入式通風；待隧道掘進至500m后，在采用軸流式通風機進行壓入式通風的同時，通過射流風機持續(xù)向隧道洞外側(cè)吹風；并且開挖施工過程中，風管前端與當前所施工掌子面之間的距離均為d3 ;射流風機與風管前端之間的距離均為dl。
[0018]4、所采用的可移動式監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)簡單、設計合理且移動方便、使用效果好，能隨隧道向前掘進進度對監(jiān)測位置進行相應調(diào)整，從而滿足長距離隧道通風監(jiān)測需求。
[0019]5、所采用的可移動式監(jiān)測裝置與上位監(jiān)測裝置之間采用無線通信與通信電纜兩種通訊方式，既滿足了可移動式監(jiān)測裝置布設位置的靈活性需求，并且也保障了長距離通訊數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br> [0020]6、推廣應用前景廣泛，能推廣適用至長距離隧道的通風施工過程。
[0021]綜上所述，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、設計合理且安裝及使用簡便、使用效果好，能滿足長大隧道施工過程中掌子面不斷向前推進的通風需求。
[0022]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型的使用狀態(tài)參考圖。
[0024]圖2為本實用新型的電路原理框圖。
[0025]附圖標記說明:
[0026]I一隧道洞；2—軸流式通風機；3—當前所施工掌子面；
[0027]4一射流風機；5—風管；6—檢測裝置；
[0028]7—上位機；8—PLC控制器；9一無線通信模塊一；
[0029]10—無線通信模塊二。

【具體實施方式】
[0030]如圖1、圖2所示，本實用新型包括一個布設于所施工隧道的隧道洞口外側(cè)的軸流式通風機2、一個布設于當前所施工掌子面3后側(cè)的射流風機4、位于當前所施工掌子面3后側(cè)的可移動式監(jiān)測裝置和通過通訊電纜與所述可移動式監(jiān)測裝置相接的上位監(jiān)測裝置，所述可移動式監(jiān)測裝置包括對有害氣體濃度、粉塵濃度與風速進行實時檢測的檢測裝置6和供檢測裝置6安裝的可移動式安裝架。所施工隧道的長度大于500m。所述射流風機4位于所施工隧道的隧道洞I內(nèi)且射流風機4安裝在移動式風機安裝架上。所述隧道洞I內(nèi)布設有與軸流式通風機2的送風口相接的風管5，所述風管5沿所施工隧道的延伸方向由后至前布設，所述風管5前端與當前所施工掌子面3之間的距離為d3，其中d3 = 30m?100m。所述射流風機4位于風管5的前端后側(cè)，所述射流風機4與風管5前端之間的間距dl =60m?90m。所述移動式風機安裝架包括第一支撐架體和多個安裝在所述第一支撐架體底部的第一行走輪，所述射流風機4安裝在所述第一支撐架體上；所述可移動式安裝架包括第二支撐架體和多個安裝在所述第二支撐架體底部的第二行走輪，所述檢測裝置6安裝在所述第二支撐架體上。
[0031]本實施例中，所述軸流式通風機2與所述隧道洞口之間的間距d2 = 20m?50m。
[0032]實際安裝時，所述軸流式通風機2安裝在水平安裝架上，所述水平安裝架固定在所述隧道洞口外側(cè)。本實施例中，所述水平安裝架為由型鋼焊接而成的支架且其高度為3m ?4m。
[0033]本實施例中，所述風管5為拉鏈式軟風管，所述拉鏈式軟風管通過多個緊固件固定在隧道洞I的側(cè)壁上，多個所述緊固件沿所施工隧道的延伸方向由后至前布設。
[0034]本實施例中，所述拉鏈式軟風管為拉鏈式膠皮風管且其直徑為Φ1.5m，所述拉鏈式膠皮風管由多個節(jié)段由后至前拼接而成，每個節(jié)段的長度為20m左右。所述緊固件包括固定在隧道洞I側(cè)壁上的鉚釘和將所述拉鏈式軟風管懸掛于所述鉚釘上的懸掛鐵絲。
[0035]實際加工時，所述第一支撐架體和所述第二支撐架體均為由型鋼焊接而成的支撐架。
[0036]本實施例中，所述第二支撐架體的高度為1.5m?2m。所述第一支撐架體的高度為4m?6m。具體加工時，可以根據(jù)實際需要，對所述第一支撐架體和所述第二支撐架體的高度進行相應調(diào)整。
[0037]實際布設安裝時，所述風管5布設在隧道洞I內(nèi)部一側(cè)，所述射流風機4布設在隧道洞I內(nèi)部另一側(cè)。所述通訊電纜與風管5呈平行布設。
[0038]本實施例中，所述可移動式監(jiān)測裝置與當前所施工掌子面3之間的間距不大于500m。所述可移動式監(jiān)測裝置的數(shù)量為多個，多個所述可移動式監(jiān)測裝置沿所施工隧道的延伸方向由前至后布設，多個所述可移動式監(jiān)測裝置中位于最前側(cè)的所述可移動式監(jiān)測裝置為前側(cè)監(jiān)測裝置，所述前側(cè)監(jiān)測裝置位于當前所施工掌子面3所處位置處，前后相鄰兩個所述可移動式監(jiān)測裝置之間的間距為80m?120m。
[0039]同時，所述可移動式監(jiān)測裝置還包括布設在所述第二支撐架體上的無線通信模塊一 9，所述無線通信模塊一 9與檢測裝置6相接，所述上位監(jiān)測裝置與無線通信模塊二 10相接，所述檢測裝置6通過無線通信模塊一 9和無線通信模塊二 10與所述上位監(jiān)測裝置進行雙向通信。
[0040]本實施例中，所述無線通信模塊一 9和無線通信模塊二 10均為Zigbee無線通信模塊一。
[0041]也就是說，當前所施工掌子面3后側(cè)500m范圍內(nèi)為監(jiān)測區(qū)域，需在該監(jiān)測區(qū)域內(nèi)由前至后布設多個所述可移動式監(jiān)測裝置。實際使用過程中，多個所述可移動式監(jiān)測裝置所檢測信息同步上傳至所述上位監(jiān)測裝置，這樣通風監(jiān)控人員可通過所述上位監(jiān)測裝置對當前狀態(tài)下監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的通風狀況進行及時、準確了解。
[0042]并且，所述可移動式監(jiān)測裝置與所述上位監(jiān)測裝置通過無線傳輸與通訊電纜相結(jié)合的數(shù)據(jù)傳輸模式，這樣既滿足了可移動式監(jiān)測裝置布設位置的靈活性需求，并且也保障了長距離通訊數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br> [0043]本實施例中，所述上位監(jiān)測裝置包括對檢測裝置6所檢測信息進行采集的前端采集裝置和與所述前端采集裝置相接的上位機7，所述前端采集裝置與檢測裝置6之間通過所述通訊電纜進行連接，所述前端采集裝置與上位機7之間通過串行通信接口連接。
[0044]所述檢測裝置6包括風速檢測儀、對有害氣體濃度進行實時檢測的氣體濃度傳感器和對粉塵濃度進行實時檢測的粉塵濃度傳感器，所述風速檢測儀、所述氣體濃度傳感器和所述粉塵濃度傳感器均與數(shù)據(jù)收發(fā)器相接，所述數(shù)據(jù)收發(fā)器通過所述通訊電纜與所述前端采集裝置相接。所述風速檢測儀、所述氣體濃度傳感器和所述粉塵濃度傳感器的數(shù)量均為多個，多個所述風速檢測儀、多個所述氣體濃度傳感器和多個所述粉塵濃度傳感器均沿隧道洞I的寬度方向由左至右進行布設。
[0045]本實施例中，所述無線通信模塊一 9與所述數(shù)據(jù)收發(fā)器相接，且所述數(shù)據(jù)收發(fā)器通過無線通信模塊一 9和無線通信模塊二 10與所述前端采集裝置進行雙向通信，所述無線通信模塊二 10與所述前端采集裝置相接。
[0046]本實施例中，多個所述風速檢測儀、多個所述氣體濃度傳感器和多個所述粉塵濃度傳感器均布設在同一水平面上且其與隧道洞I底部的距離均為1.5m?1.Sm。
[0047]本實施例中，所述前端采集裝置為PLC控制器8。實際使用時，所述前端采集裝置也可以采用其它類型的控制器芯片。
[0048]實際使用時，所述軸流式通風機2和射流風機4均由所述上位監(jiān)測裝置進行控制且二者均與所述上位監(jiān)測裝置相接。
[0049]本實施例中，所述軸流式通風機2為變頻風機，軸流式通風機2的變頻器與所述上位監(jiān)測裝置相接。實際接線時，所述軸流式通風機2的變頻器與PLC控制器8相接。
[0050]實際使用過程中，所述檢測裝置6所檢測信息上傳至所述前端采集裝置后，由所述前端采集裝置完成信息采集，并上傳至上位機7。通風監(jiān)控技術(shù)人員通過上位機7和PLC控制器8對軸流式通風機2和射流風機4進行控制，以對所施工隧道內(nèi)的通風狀況進行調(diào)難
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[0051]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征在于:包括一個布設于所施工隧道的隧道洞口外側(cè)的軸流式通風機(2)、一個布設于當前所施工掌子面(3)后側(cè)的射流風機(4)、位于當前所施工掌子面(3)后側(cè)的可移動式監(jiān)測裝置和通過通訊電纜與所述可移動式監(jiān)測裝置相接的上位監(jiān)測裝置，所述可移動式監(jiān)測裝置包括對有害氣體濃度、粉塵濃度與風速進行實時檢測的檢測裝置(6)和供檢測裝置(6)安裝的可移動式安裝架；所施工隧道的長度大于500m ;所述射流風機(4)位于所施工隧道的隧道洞(I)內(nèi)且射流風機(4)安裝在移動式風機安裝架上；所述隧道洞(I)內(nèi)布設有與軸流式通風機(2)的送風口相接的風管(5)，所述風管(5)沿所施工隧道的延伸方向由后至前布設，所述風管(5)前端與當前所施工掌子面⑶之間的距離為d3，其中d3 = 30m?10m ;所述射流風機⑷位于風管(5)的前端后側(cè)，所述射流風機(4)與風管(5)前端之間的間距dl = 60m?90m ;所述移動式風機安裝架包括第一支撐架體和多個安裝在所述第一支撐架體底部的第一行走輪，所述射流風機(4)安裝在所述第一支撐架體上；所述可移動式安裝架包括第二支撐架體和多個安裝在所述第二支撐架體底部的第二行走輪，所述檢測裝置(6)安裝在所述第二支撐架體上。
2.按照權(quán)利要求1所述的長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征在于:所述軸流式通風機⑵與所述隧道洞口之間的間距d2 = 20m?50m ;所述軸流式通風機(2)安裝在水平安裝架上，所述水平安裝架固定在所述隧道洞口外側(cè)且其高度為3m?4m。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征在于:所述第二支撐架體的高度為1.5m?2m。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征在于:所述第一支撐架體和所述第二支撐架體均為由型鋼焊接而成的支撐架，所述第一支撐架體的高度為4m ?6m。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征在于:所述風管(5)布設在隧道洞(I)內(nèi)部一側(cè)，所述射流風機(4)布設在隧道洞(I)內(nèi)部另一側(cè)，所述通訊電纜與風管(5)呈平行布設。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征在于:所述可移動式監(jiān)測裝置與當前所施工掌子面(3)之間的間距不大于500m;所述可移動式監(jiān)測裝置的數(shù)量為多個，多個所述可移動式監(jiān)測裝置沿所施工隧道的延伸方向由前至后布設，多個所述可移動式監(jiān)測裝置中位于最前側(cè)的所述可移動式監(jiān)測裝置為前側(cè)監(jiān)測裝置，所述前側(cè)監(jiān)測裝置位于當前所施工掌子面(3)所處位置處，前后相鄰兩個所述可移動式監(jiān)測裝置之間的間距為80m?120m。
7.按照權(quán)利要求1或2所述的長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征在于:所述可移動式監(jiān)測裝置還包括布設在所述第二支撐架體上的無線通信模塊一(9)，所述無線通信模塊一 O)與檢測裝置(6)相接，所述上位監(jiān)測裝置與無線通信模塊二(10)相接，所述檢測裝置(6)通過無線通信模塊一(9)和無線通信模塊二(10)與所述上位監(jiān)測裝置進行雙向通?目。
8.按照權(quán)利要求1或2所述的長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征在于:所述上位監(jiān)測裝置包括對檢測裝置(6)所檢測信息進行采集的前端采集裝置和與所述前端采集裝置相接的上位機(7)，所述前端采集裝置與檢測裝置(6)之間通過所述通訊電纜進行連接，所述前端采集裝置與上位機(7)之間通過串行通信接口連接。
9.按照權(quán)利要求8所述的長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征在于:所述檢測裝置(6)包括風速檢測儀、對有害氣體濃度進行實時檢測的氣體濃度傳感器和對粉塵濃度進行實時檢測的粉塵濃度傳感器，所述風速檢測儀、所述氣體濃度傳感器和所述粉塵濃度傳感器均與數(shù)據(jù)收發(fā)器相接，所述數(shù)據(jù)收發(fā)器通過所述通訊電纜與所述前端采集裝置相接；所述風速檢測儀、所述氣體濃度傳感器和所述粉塵濃度傳感器的數(shù)量均為多個，多個所述風速檢測儀、多個所述氣體濃度傳感器和多個所述粉塵濃度傳感器均沿隧道洞(I)的寬度方向由左至右進行布設。
10.按照權(quán)利要求1或2所述的長距離隧道施工用通風系統(tǒng)，其特征在于:所述軸流式通風機(2)和射流風機(4)均由所述上位監(jiān)測裝置進行控制且二者均與所述上位監(jiān)測裝置相接；所述軸流式通風機(2)為變頻風機。
【文檔編號】E21F1/00GK203939516SQ201420380680
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】劉文武, 雷耀軍, 張王杰, 張曉剛, 趙朝陽, 王群英, 黨瑩 申請人:中鐵二十局集團第二工程有限公司