具有通风散热风道装置的隧道二衬施工台车的制作方法

1.本发明涉及隧道建筑工程技术领域，具体涉及一种具有通风散热风道装置的隧道二衬施工台车。


背景技术：

2.在隧道工程施工中，隧道通风技术关系到施工安全、施工组织和施工设备功效问题，尤其是长大隧道和有毒有害气体的特殊隧道，施工通风技术至关重要。
3.隧道的施工通风涉及新风进风和污风回风两个部分，其中新风主要是通过鼓风机经新风管送至作业面，且新风管应尽量靠近施工掌子面以达到最好的通风降尘效果。而且，在瓦斯隧道施工规范中，参见图1，要求新风管921距离掌子面991距离不得大于15m，而隧道污风回风同样也必须满足最低风速0.25m/s的要求才能满足正常的进风、回风畅通的运转。
4.二次衬砌施工时，需要隧道二衬施工台车进入隧道内进行。隧道二衬施工台车包括门架、顶模和侧模，顶模通过包含油缸的顶升机构连接在门架的顶梁之上，侧模通过包含油缸的外撑机构连接在门架的立柱上。新风管921穿过二衬施工台车91的门架。
5.参见图1，隧道污风回风经隧道二衬施工台车91时被阻挡，整体回风效果受影响，且二衬台车上部的操作空间91整体作业环境温度升高，对工人操作施工造成较大影响且不满足职业健康作业环境温度要求，且瓦斯隧道的回风中含瓦斯毒气，二衬台车上部的操作空间回风效果变差将直接导致瓦斯积聚且不易及时排出，形成极大的安全隐患。
6.现有的隧道二衬施工台车上不具有加强回风设施，应对上述问题时，现场工人可以选择的手段之一是将新风管割口进行通风降温，但该方式易造成新风管的风损增加，进而影响掌子面通风；或是选择在台车的操作平台自行增设数台小风扇进行吹风降温。但现有的手段均无法形成有效且安全的降温，并且无法有效防止瓦斯积聚，现场安全隐患较大。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种有效解决隧道施工通风问题以及台车施工安全问题的具有通风散热风道装置的隧道二衬施工台车。
8.本发明提供的具有通风散热风道装置的隧道二衬施工台车包括门架、顶模、侧模和进风系统；门架包括立柱、中部横梁和顶部横梁，中部横梁和顶部横梁均连接在两根立柱之间，顶部横梁位于中部横梁的上方；侧模连接在立柱上，顶模连接在顶部横梁上；中部横梁和顶部横梁之间形成中部空间，顶部横梁与顶模之间形成操作空间，沿隧道的纵向，门架具有相对的第一侧和第二侧，中部空间和操作空间均沿隧道的纵向贯穿于第一侧与第二侧之间；进风系统包括新风管和鼓风机，新风管穿过中部空间；具有通风散热风道装置的隧道二衬施工台车还包括通风散热风道装置；通风散热风道装置包括依次连通的吸风口部件、抽风机、纵向风道件和射流出风构件；吸风口部件设置在第一侧；纵向风道件沿纵向延伸，多个纵向风道件沿隧道的环向布置在操作空间的上方和/或操作空间的横向两侧；纵向风道件的延伸末端位于第二侧，延伸末端设有纵向出风口；多个射流出风构件沿纵向布置在
纵向风道件上，射流出风构件上具有射流出风口，射流出风口朝向操作空间，且射流出风口的出风方向可在隧道的径向与纵向之间调节。
9.由上述方案可见，抽风机启动后，污风可从吸风口进入并从多个射流出风口喷出后到达台车拱顶的操作空间，即瓦斯积聚和高温集中区域，而沿纵向延伸且沿环向布置的多个纵向风道件使多个射流出风口分散并覆盖整个操作空间，保证对操作空间各处实现通风降温。另外，采用射流出风口能加强气流效果，且综合实时的操作空间的环境需求以及隧道的回风速度需求，可对多个射流出风口进行出风角度调节，因而能在满足施工人员工作环境需求的同时满足隧道回风速度需求，有效解决台车阻碍回风、高温作业环境以及有害气体积聚等的施工通风和安全管控难题。
10.进一步的方案是，通风散热风道装置还包括导风弯管和中部出风件；抽风机、纵向风道件和中部出风件依次连通，且导风弯管从中部空间延伸至操作空间；中部出风件上设有中部出风口，至少一个中部出风件位于中部空间且该中部出风件上的中部出风口朝向第二侧。
11.由上可见，在实现拱顶操作空间分散式吹风的同时，设置中部出风口还能在台车中部空间形成气流而有效增加隧道回风风速，且进一步加强污风回风效果的整体性。
12.更进一步的方案是，中部横梁的下方形成下部空间，下部空间沿纵向贯穿于第一侧与第二侧之间；至少另一个中部出风件从中部空间朝下部空间向下倾斜延伸，且该中部出风件的中部出风口朝向下部空间。
13.由上可见，设置朝向下部空间的中部出风口还能在台车的下部空间形成回风气流，进一步有效增加隧道回风风速。
14.进一步的方案是，通风散热风道装置还包括封挡机构；封挡机构设置在中部出风口处，封挡机构可封挡中部出风口。
15.由上可见，中部出风口可选择地在实测台车区域回风速度较慢时打开，而当实测台车区域回风速度满足需求时，可选择封挡中部出风口以加强拱顶操作空间的吹风效果以进一步提升施工人员的工作环境质量。
16.进一步的方案是，通风散热风道装置还包括环向风箱，环向风箱连通在导风弯管与纵向风道件之件；环向风箱沿环向延伸，多个纵向风道件的延伸始端均与环向风箱连接。
17.由上可见，此设置使通风散热风道装置安装结构更稳定，到达各个纵向风道件的气流更均匀流畅。
18.进一步的方案是，射流出风构件包括径向管构件和球形出风件；径向管构件与纵向风道件连通，径向管构件内形成球窝安装位；射流出风口形成于球形出风件上，球形出风件活动地安装在球窝安装位上。
19.更进一步的方案是，径向管构件包括沿自身延伸方向连接的管部件和挡环部件，球窝安装位形成于管部件与挡环部件之间。
20.由上可见，此设置使射流出风口的出风方向具有更大的调节自由度，且管部件和挡环部件的安装方式易于拆装更换球形出风件以及易于调整球形出风件，每个球形出风件均能独立被调整，每个施工人员均能根据自身需求找到最靠近自己的一个或多个球形出风件并调整，继而使每个施工人员都能得到更安全且更舒适的工作环境。
21.进一步的方案是，抽风机固定设置在中部空间中，在纵向上，抽风机靠近第一侧而
远离第二侧。
22.进一步的方案是，沿吸风口部件的贯穿方向，吸风口部件的相对两端分别为入口端和出口端，出口端与抽风机连通，入口端的外径大于出口端的外径。
23.由上可见，抽风机安装在中部空间位置，即利用了门架上的闲置空间且不对施工人员造成影响；且呈外扩状的吸风口部件利于吸入更多的污风而增强回复效果。
24.进一步的方案是，多个纵向风道件与顶模固定连接。
25.由上可见，此设置能增大多个纵向风道件的稳固程度。
附图说明
26.图1为背景技术中具有通风散热风道装置的隧道二衬施工台车于隧道内施工时的示意图。
27.图2为本发明具有通风散热风道装置的隧道二衬施工台车实施例在隧道纵向上的示意图。
28.图3为本发明具有通风散热风道装置的隧道二衬施工台车实施例在隧道横向上的示意图。
29.图4为本发明具有通风散热风道装置的隧道二衬施工台车实施例的通风散热风道装置在隧道纵向上的示意图。
30.图5为本发明具有通风散热风道装置的隧道二衬施工台车实施例的通风散热风道装置在隧道横向上的分解图。
31.图6为本发明具有通风散热风道装置的隧道二衬施工台车实施例的射流出风构件第一使用状态的剖视图。
32.图7为本发明具有通风散热风道装置的隧道二衬施工台车实施例的射流出风构件第二使用状态的剖视图。
33.图8为本发明具有通风散热风道装置的隧道二衬施工台车实施例的中部出风口处的剖视图。
具体实施方式
34.参见图2和图3，本实施例的具有通风散热风道装置的隧道二衬施工台车包括门架1、顶模21、侧模22、行走系统29、进风系统和出风系统。其中，门架1包括竖立在横向两侧的两根立柱13、连接在两根立柱13的中部之间的中部横梁12以及连接在两根立柱13的顶部之间的顶部横梁11，两根立柱13之间。
35.中部横梁12的下方形成下部空间101，中部横梁12的上方与顶部横梁11的下方之间形成中部空间102，顶部横梁11的上方形成操作空间103。如图3所示，沿隧道的纵向，门架1具有相对的第一侧108和第二侧109，下部空间101、中部空间102和操作空间103均沿隧道的纵向贯穿于第一侧108与第二侧109之间。
36.顶模21包括为多个顶模单体的总成，顶模21通过油缸以及其他支撑结构连接在顶部横梁11的上侧，操作空间103位于顶模21的下方。侧模22通过油缸以及其他支撑结构连接在立柱13的横向外侧。行走系统29设置在立柱13的底部。另外，进风系统包括新风管23和鼓风机，新风管23沿隧道的纵向穿过中部空间102。
37.参见图2至图5，通风散热风道装置包括相互连接的吸风口部件31、抽风机32、导风弯管33、环向风箱34、多个纵向风道件4、多个射流出风构件5和多个中部出风件6。其中，射流出风构件5上形成射流出风口520，吸风口部件31、抽风机32、导风弯管33、环向风箱34、纵向风道件4和射流出风构件5依次连通；中部出风件6上形成中部出风口60，吸风口部件31、抽风机32、导风弯管33和中部出风件6依次连通。
38.吸风口部件31呈喇叭状，具体地，沿吸风口部件31的贯穿方向，吸风口部件31的相对两端分别为入口端311和出口端312，入口端311的外径大于出口端312的外径，且吸风口部件31的外径从入口端311到出口端312逐渐减小。另外，入口端311设置有防护网以起过滤和保护作用。
39.抽风机32固定在中部空间102上且靠近第一侧108的位置上，吸风口部件31的出口端312与抽风机32固定连接且连通，吸风口部件31的入口端311位于第一侧108且位于中部空间102之外。
40.如图3和图5所示，纵向风道件4沿隧道的纵向延伸于第一侧108与第二侧109之间，如图2和图4所示，多个纵向风道件4沿隧道的环向布置在操作空间103的上方和操作空间103的横向两侧，即，多个纵向风道件4尽可能覆盖和包围整个操作空间103。纵向风道件4的延伸末端402位于第二侧109，延伸末端402设有纵向出风口40。多个射流出风构件5沿纵向布置在纵向风道件4上。
41.参见图2至图5，环向风箱34沿隧道的环向延伸，多个纵向风道件4的延伸始端401均与环向风箱34连接。进一步地，多个纵向风道件4和环向风箱34可与顶模21固定连接。导风弯管33连接在抽风机32与环向风箱34之间并延伸于中部空间102与操作空间103之间。其中，导风弯管33可选用柔性管体以适应顶模21的活动。
42.另外，如图3所示，两个中部出风件6位于中部空间102中，且该两个中部出风件6上的中部出风口60沿隧道的纵向朝向第二侧109；第三个中部出风件6则从中部空间102朝下部空间101向下倾斜延伸，且该中部出风件6的中部出风口60倾斜地朝向下部空间101。
43.参见图6和图7，射流出风构件5包括径向管构件51和球形出风件52，径向管构件51沿隧道的径向延伸，径向管构件51的延伸始端与纵向风道件4连通；径向管构件51包括沿自身延伸方向连接的管部件511和挡环部件512，挡环部件512位于径向管构件51的延伸末端，管部件511和挡环部件512通过螺栓和螺母锁紧，管部件511和挡环部件512之间形成了球窝安装位510，射流出风口520形成于球形出风件52上，球形出风件52活动地安装在球窝安装位510上。
44.因此，球形出风件52可朝各个方向转摆，射流出风口520的出风方向具有更大的调节自由度，在需要增强回风效果时，可将射流出风口520的出风方向调节至尽量接近隧道的纵向且朝向第二侧109；在需要提升操作空间103的空气质量时，可将射流出风口520的出风方向调节至尽量接近隧道的径向。且，由于每个球形出风件52均能独立被调整，每个施工人员均能根据自身需求找到最靠近自己的一个或多个球形出风件52并调整，继而使每个施工人员都能得到更安全且更舒适的工作环境。另外，由于球窝安装位510形成于管部件511和挡环部件512之间，还可以通过调节管部件511和挡环部件51之间螺栓和螺母去调整球形出风件52的松紧程度。
45.参见图8，通风散热风道装置还包括设置在中部出风口60处的封挡机构61，封挡机
构61包括一个挡盖611以及固定在挡盖611内侧的密封件612，密封件612为橡胶圆盘。挡盖611的相对两侧分别为铰接端611a和锁定端611b，铰接端611a与中部出风件6铰接于轴心600处，封挡机构61可沿轴心600转摆于封挡中部出风口60的封挡位置与解除对中部出风口60封挡的解除位置之间，当封挡机构61到达封挡位置，可通过插销将锁定端611b锁定到中部出风件6上，此时密封件612与中部出风件6上中部出风口60的周边密封抵接。在实现拱顶操作空间103分散式吹风的同时，设置中部出风口60还能在台车中部空间102形成气流而有效增加隧道回风风速，且进一步加强污风回风效果的整体性，中部出风口60可选择地在实测台车区域回风速度较慢时打开，而当实测台车区域回风速度满足需求时，可选择封挡中部出风口60以加强拱顶操作空间103的吹风效果以进一步提升施工人员的工作环境质量。
46.另外，现有的隧道二衬施工台车虽然考虑到隧道通风问题而设置了新风管和鼓风机以对隧道内部输入新风，进一步地，考虑掌子面降尘问题，一些隧道二衬施工台车上还设置了沿隧道环向布置的喷淋装置。虽然该些隧道二衬施工台车均针对隧道内空气质量问题作出改进，但该些隧道二衬施工台车均未从台车阻挡污风回风的技术问题以及台车上操作空间的工作环境质量以及环境安全性的方面作进一步考虑。因此，本发明则针对台车阻挡污风回风的技术问题以及台车上操作空间的工作环境质量以及环境安全性问题，通过增设通风散热风道装置，在满足施工人员工作环境需求的同时满足隧道回风速度需求，有效解决隧道二衬施工台车阻碍回风、高温作业环境以及有害气体积聚等的施工通风和安全管控难题。
47.在其他实施例中，多个纵向风道件和环向风箱通过支撑结构与门架固定连接。
48.在其他实施例中，从抽风机送出的气流可通过多根软管分别连通至各个纵向风道件。
49.在其他实施例中，通风散热风道装置不包括局部出风件。
50.在其他实施例中，多个纵向风道件可仅布置在操作空间的横向两侧，或仅布置在操作空间的上方。
51.在其他实施例中，射流出风口的出风方向可在隧道的径向与纵向之间调节。
52.最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。