[發(fā)明專利]豎井自然排風(fēng)的隧道施工通風(fēng)方法及排風(fēng)模式確定方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310291452.9
• 申請日: 2023-03-23
• 公開（公告）號: CN116201586A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳建勛;賈海洋;劉偉偉;羅彥斌;陳麗俊;尚清晨;高尚昆;方騰飛;王傳武;牛嘉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00;E21F1/08
• 代理公司: 西安渭之藍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61282
• 代理人: 劉振

本發(fā)明公開了一種豎井自然排風(fēng)的隧道施工通風(fēng)方法及排風(fēng)模式確定方法，超特長隧道包括主洞、中導(dǎo)洞、第一豎井和第二豎井，在隧道右洞、隧道左洞和中導(dǎo)洞的洞口處，分別設(shè)置第一風(fēng)機、第二風(fēng)機和第三風(fēng)機，并經(jīng)風(fēng)管將新鮮風(fēng)輸送至隧道右洞、隧道左洞和中導(dǎo)洞的掌子面，掌子面的污染風(fēng)由豎井獨立排放或者豎井洞體混合排放。本發(fā)明利用在隧道施工時采用已建成豎井進行通風(fēng)，一方面減少了經(jīng)過污風(fēng)的排出路徑長度，降低了污風(fēng)所受到的沿程阻力，從而可以控制隧道洞口風(fēng)機風(fēng)壓和功率，提高隧道施工通風(fēng)效果，達到節(jié)能和降低成本的目的；另一方面，全部或部分污染風(fēng)從豎井排出，有利于現(xiàn)場對施工人員和車輛的進出調(diào)度，并減小對人員健康的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及在高海拔超長隧道建設(shè)中，利用豎井自然排風(fēng)的隧道施工通風(fēng)方法及排風(fēng)模式確定方法。

背景技術(shù)

高海拔特長公路隧道的建設(shè)是我國隧道工程建設(shè)發(fā)展中的一個重要組成單元，它已經(jīng)在公路交通運輸體系中發(fā)揮著不可替代的作用。高海拔隧道的施工通風(fēng)不僅僅是作為排除隧道內(nèi)粉塵和有害氣體的技術(shù)手段。它將直接影響著隧道線路勘測、工程設(shè)計、施工方案、施工機械設(shè)備的選擇，甚至對隧道工程建設(shè)的全產(chǎn)業(yè)鏈都有重要影響。

常規(guī)的隧道掌子面的污染風(fēng)均沿主洞的洞體排出至洞口外，一方面由于超長隧道的洞體較長，排出路徑引起的風(fēng)阻較大，故需要在洞口設(shè)置高能耗的風(fēng)機才能將污染風(fēng)排出；此外污染風(fēng)沿洞體排出時，也影響了施工人員和車輛的進出調(diào)度，對人員的健康防護帶來影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決高海拔特長公路隧道施工通風(fēng)時的高能耗、以及對進出車輛和人員的影響問題，在隧道開通前將已經(jīng)建成的豎井作為施工通風(fēng)的通道，減少了經(jīng)過污風(fēng)的排出路徑長度，從而達到節(jié)能的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種豎井自然排風(fēng)的隧道施工通風(fēng)方法，所述的超特長隧道包括主洞、中導(dǎo)洞、第一豎井和第二豎井，主洞包括隧道左洞和隧道右洞，中導(dǎo)洞位于隧道左洞和隧道右洞之間，所述的第一豎井和第二豎井沿程設(shè)置于隧道中間段落，并分別通過聯(lián)絡(luò)風(fēng)道與隧道右洞和隧道左洞連通；其特征在于：在隧道右洞、隧道左洞和中導(dǎo)洞的洞口處，分別設(shè)置第一風(fēng)機、第二風(fēng)機和第三風(fēng)機，并經(jīng)風(fēng)管將新鮮風(fēng)輸送至隧道右洞、隧道左洞和中導(dǎo)洞的掌子面，掌子面的污染風(fēng)由豎井獨立排放或者豎井洞體混合排放。

上述豎井自然排風(fēng)的隧道施工通風(fēng)方法中，豎井獨立排放模式中，右洞掌子面的污染風(fēng)經(jīng)第一豎井排出，左洞掌子面的污染風(fēng)經(jīng)第二豎井排出，中導(dǎo)洞掌子面的污染風(fēng)分成兩部分，一部分經(jīng)第一橫通道到達隧道左洞，通過第二豎井排出，另一部分經(jīng)過第二橫通道到達隧道右洞，通過第一豎井排出。

上述豎井自然排風(fēng)的隧道施工通風(fēng)方法中，豎井洞體混合排放模式中，右洞掌子面的污染風(fēng)一部分經(jīng)過隧道右洞的洞體排出，另一部分經(jīng)第一豎井排出；左洞掌子面的污染風(fēng)一部分經(jīng)隧道左洞的洞體排出，另一部分經(jīng)第二豎井排出；中導(dǎo)洞掌子面的污染風(fēng)分成三部分，第一部分經(jīng)中導(dǎo)洞排出；第二部分經(jīng)第一橫通道到達隧道左洞，通過第二豎井排出；第三部分經(jīng)過第二橫通道到達隧道右洞，通過第一豎井排出。

一種豎井自然排風(fēng)的隧道施工通風(fēng)方法中排風(fēng)模式的確定方法，包括以下步驟：

【1】根據(jù)隧道施工中的排風(fēng)路徑和掌子面的需要風(fēng)量參數(shù)，計算得到隧道排風(fēng)口處的排風(fēng)風(fēng)壓P；

【2】根據(jù)豎井的海拔高度以及當(dāng)?shù)氐拇髿鈮簭姡嬎愕玫剿淼琅棚L(fēng)口的自然風(fēng)壓P₀′；

【3】根據(jù)計算得到的隧道排風(fēng)口處的排風(fēng)風(fēng)壓P和自然風(fēng)壓P₀′，計算得到污染風(fēng)經(jīng)過豎井獨立排放或者豎井洞體混合排放的臨界條件；其中隧道排風(fēng)口即為豎井與隧道的聯(lián)絡(luò)口。

上述排風(fēng)模式的確定方法中，隧道排風(fēng)口處的排風(fēng)風(fēng)壓的P計算步驟為：

【1.1】通風(fēng)過程中的風(fēng)管阻力和排風(fēng)時隧道內(nèi)的阻力計算：