一种高地温隧道施工用降温装置及方法与流程

本发明涉及隧道降温，具体涉及一种高地温隧道施工用降温装置及方法。

背景技术：

1、随着我国交通基础设施建设的快速推进，大量隧道工程穿越高地温、高地热地质区域。在这些地区进行隧道施工时，围岩原始温度可达50-80℃，隧道开挖后洞内热源叠加作用，导致隧道内部温度迅速升高，工作面温度常达35-45℃以上，湿度达90%以上，形成高温高湿的恶劣施工环境。高温环境对隧道施工造成严重影响：施工人员长期处于高温环境中，极易发生中暑、热射病等职业健康问题，劳动效率下降30%-50%；高温导致混凝土凝结时间缩短、强度发展异常；高温加速施工机械设备老化，故障率显著增加。

2、目前，隧道施工降温技术主要存在以下几类方法及其不足：（1）通风降温法：通过增大通风量降低洞内温度，但对于高地温隧道，仅靠通风难以克服围岩持续散热，且长距离隧洞通风阻力大、能耗高，降温效果有限；（2）洒水降温法：通过喷洒冷水降低环境温度，但用水量大、降温速度慢，且在高湿环境下效果衰减；现有隧道施工降温技术普遍存在降温效率低、降温效果差等问题。

技术实现思路

1、（一）本发明所要解决的问题是：现有隧道施工降温技术普遍存在降温效率低、降温效果差等问题。

2、（二）技术方案

3、本发明提供的一种高地温隧道施工用降温装置，包括雾化喷洒机构和隔断机构；

4、所述隔断机构用于将隧道内的部分空间分隔为上层空间和下层空间；

5、所述上层空间的出口处设有用于抽风的抽风机，所述下层空间内设有所述雾化喷洒机构；

6、所述雾化喷洒机构用于向所述下层空间喷洒低温喷雾。

7、根据本发明的一个实施例，还包括调节机构，所述隔断机构连接于所述调节机构上，所述调节机构用于调节所述隔断机构的高度。

8、根据本发明的一个实施例，所述低温喷雾为液态二氧化碳或液氮。

9、根据本发明的一个实施例，所述隔断机构包括多个篷布，所述调节机构包括多组与所述篷布一一对应的调节组件；

10、每组所述调节组件均包括多个调节结构，多个所述调节结构配合用于调节所述篷布的高度。

11、根据本发明的一个实施例，所述调节结构包括限位环、绳索和伸缩杆；

12、所述篷布上连接有与所述绳索一一对应的连接环；

13、伸缩杆的一端固定于所述隧道侧壁上，所述伸缩杆的另一端与所述绳索的一端连接，所述绳索的另一端穿过所述限位环后与对应的所述连接环连接；所述限位环设于所述伸缩杆顶端。

14、根据本发明的一个实施例，所述雾化喷洒机构包括移动支架、储液罐、输送管和喷头；

15、所述移动支架上设有所述储液罐，所述储液罐的出口端连接有所述输送管；

16、沿所述输送管的长度方向上，所述输送管上设有多个支管，每个所述支管远离所述输送管的一端均连接有喷头，所述喷头连接于所述移动支架上。

17、所述降温装置还包括控制器、第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设于所述隧道内，位于隔断机构的底部且靠近隧道掌子面的一侧；

18、所述第二温度传感器与所述喷头一一对应，多个所述第二温度传感器沿所述隧道的长度方向依次布设；

19、所述第二温度传感器、所述第一温度传感器、所述喷头和所述伸缩杆均与所述控制器电性连接。

20、一种高地温隧道施工用降温方法，包括以下步骤：

21、s1：将雾化喷洒机构、隔断机构、调节机构、第一温度传感器和多个第二温度传感器布置到位；

22、s2：开启雾化喷洒机构，根据第二温度传感器检测到的温度，使雾化喷洒机构中与第二温度传感器对应的喷头对隧道内进行降温，同时开启抽风机将上层空间内的热风抽出；

23、s3：根据第一温度传感器反馈的温度，调高隔断机构的高度，使得下层空间增大，上层空间减小。

24、根据本发明的一个实施例，所述s1步骤具体包括以下步骤：

25、s11、将雾化喷洒机构中的储液罐放置到距离隧道外侧，在隧道洞口外将雾化喷洒机构完成组装调试后分段移入洞内；

26、将第二温度传感器沿隧道的长度方向依次间隔布设于隧道侧壁上，将雾化喷洒机构中的喷头分别放置到和喷头对应的第二温度传感器的一侧；

27、s12、在隧道内位于隔断机构的底部且靠近隧道掌子面的一侧放置第一温度传感器，距离隧道掌子面一定距离处安装调节机构，并将隔断机构与调节机构连接；

28、s13、在隧道口上方安装抽风机。

29、根据本发明的一个实施例，所述s2步骤具体为，多个第二温度传感器实时监测各测点温度，当第二温度传感器检测到隧道对应区域处的温度超过第二预设温度时对应的喷头自动启动喷洒，低于第一预设温度时对应的喷头自动停止，第二预设温度大于第一预设温度。

30、根据本发明的一个实施例，所述s3步骤具体为，当第一温度传感器检测到温度达到第一预设温度时，向控制器发送信号，控制器控制调节机构带动隔断机构升高。

31、本发明的有益效果：

32、通过设置的隔断机构，能够将隧道内部分空间分隔为上层空间和下层空间，在上层空间的出口处设置抽风机，在下层空间内设置雾化喷洒机构，首先将工人长待的下层空间的温度降低，与此同时，排出上层空间内的热风，相较于传统的直接对整个隧道内的空间进行降温而言，分层降温的方式，提高了降温效率以及降温效果。

1.一种高地温隧道施工用降温装置，其特征在于，包括雾化喷洒机构（3）和隔断机构（4）；

2.根据权利要求1所述的一种高地温隧道施工用降温装置，其特征在于，还包括调节机构（5），所述隔断机构（4）连接于所述调节机构（5）上，所述调节机构（5）用于调节所述隔断机构（4）的高度。

3.根据权利要求1所述的一种高地温隧道施工用降温装置，其特征在于，所述低温喷雾为液态二氧化碳或液氮。

4.根据权利要求2所述的一种高地温隧道施工用降温装置，其特征在于，所述隔断机构（4）包括多个篷布（401），所述调节机构（5）包括多组与所述篷布（401）一一对应的调节组件；

5.根据权利要求4所述的一种高地温隧道施工用降温装置，其特征在于，所述调节结构包括限位环（503）、绳索（501）和伸缩杆（502）；

6.根据权利要求5所述的一种高地温隧道施工用降温装置，其特征在于，所述雾化喷洒机构（3）包括移动支架（305）、储液罐（301）、输送管（302）和喷头（304）；

7.一种高地温隧道施工用降温方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种高地温隧道施工用降温方法，其特征在于，所述s1步骤具体包括以下步骤：

9.根据权利要求7所述的一种高地温隧道施工用降温方法，其特征在于，所述s2步骤具体为，多个第二温度传感器（8）实时监测各测点温度，当第二温度传感器（8）检测到隧道对应区域处的温度超过第二预设温度时对应的喷头（304）自动启动喷洒，低于第一预设温度时对应的喷头（304）自动停止，第二预设温度大于第一预设温度。

10.根据权利要求7所述的一种高地温隧道施工用降温方法，其特征在于，所述s3步骤具体为，当第一温度传感器（7）检测到温度达到第一预设温度时，向控制器（9）发送信号，控制器（9）控制调节机构（5）带动隔断机构（4）升高。