一种长大隧道串联风机隧道施工通风方法及风房结构

1.本发明涉及隧道施工通风技术领域，尤其涉及一种长大隧道串联风机隧道施工通风方法及风房结构。


背景技术：

2.隧道施工的通风方式一般为压入式、抽出式、混合式和巷道式。上述传统的通风方式中存在以下缺陷：(1）压入式通风在长距离施工时需要极大的风量，且回风会污染整条巷道；(2）抽出式通风的有效吸程短，风筒在钻爆法施工时容易损坏，新鲜空气流经全洞，到达工作面时已不太新鲜；(3）混合式和巷道式通风施工管理复杂；且巷道式通风成本较高。
3.目前有部分隧道在使用串联风机的通风方式，但两种风机的串联方式过于简单，基本上都是使用接头直接连接，严重影响串联后的供风量同时在接头处容易混入隧道内污风。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种长大隧道串联风机隧道施工通风方法，用于解决上述技术问题，本发明创新地利用了隧道车行/人行横通道作为串联风机的风房。风房内可同时配置风机的机电设备以及空气净化装置；能够为隧道提供充足风量的同时，避免污风的影响，而且还能节省机电设备布置空间。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：提供一种长大隧道串联风机隧道施工通风方法，包括以下步骤：隧道施工到1200米之前，采用压入式通风方法；隧道施工到1200米之后，采用串联通风方法，且将距离隧道掌子面较近的车行横通道改装为风房。
6.本发明还提供一种长大隧道串联风机隧道施工通风风房，所述通风风房由距离隧道掌子面较近的车行横通道改装而来；所述风房包括：进风口和出风口；所述进风口和出风口之间依次设置有横置风道、竖置风道和刚性风管；所述横置风道上还设置有隧道污风进口；所述竖置风道内部安装有粉尘过滤装置和空气净化装置；所述空气净化装置和所述刚性风管之间还安装有引导风扇。
7.进一步优选的，所述进风口连接有风管，且所述风管的远离进风口的一端安装有第一轴流风机；所述第一轴流风机位于隧道洞外。
8.进一步优选的，所述出风口连接有风管，且所述风管内部安装有第二轴流风机；所述风管出风口位于隧道洞内。
9.进一步优选的，所述刚性风管的输出端通过风管接口与出风口连接。
10.进一步优选的，所述隧道污风进口处还安装有静电除尘装置。
11.进一步优选的，所述静电除尘装置包括直流电源，所述直流电源的正极连接有正放电件、负极连接有负放电件；所述正放电件和所述负放电件之间设置有接地集尘构件，接地集尘构件与大地连接。
12.进一步优选的，所述空气净化装置包括设置有4层含有霍加拉催化剂的过滤网。
13.本发明至少具备以下有益效果：本发明通过进风口提供部分洞外新鲜空气、隧道污风进口的风流经静电除尘装置－有害气体净化装置（包括粉尘过滤装置和空气净化装置）－引导风扇－出风口，提供净化过的隧道循环空气，最终提供给掌子面的空气包含新鲜空气和净化后的循环空气，保证了供风量，且保证了空气的清洁。
14.本发明相比于巷道式通风管理更方便，成本更低；本发明通过将机电设备设置在风房内，更加节省空间，且方便维护。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为压入式通风方法示意图；图2为串联风机通风方法示意图；图3为风房主剖面示意图；图4为风房侧面示意图；图5为静电除尘装置示意图。
17.图中：101、第一轴流风机；102、风管；103、风房；104、第二轴流风机；105、隧道台车；106、隧道掌子面；107、有害气体净化装置；108、机电设备；1、进风口；2、污风进口；3、粉尘过滤装置；4、空气净化装置；5、引导风扇；6、刚性风管；7、风管接口；8、出风口；201、负放电件；202、正放电件；203、接地集尘构件；204、直流电源；205、大地。
具体实施方式
18.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
19.实施例1：参阅图1-5，本发明具体为一种长大隧道串联风机隧道施工通风方法。
20.在隧道施工到1200米之前，隧道采用压入式通风方法，如图1。
21.在施工至1200米后，采用串联通风方法。将距离隧道掌子面较近的车行横通道改装为风房，如图2。
22.如图所示：
在隧道掌子面106前侧有隧道台车105施工工作，我们将距离隧道掌子面较近的车行横通道改装为风房103。在串联通风系统中，在风房103的一侧设置有多个风管102，且每个风管102远离风房103的一端均设置有第一轴流风机101；在风房103的另一侧也设置有多个风管102，且风管102内部安装有第二轴流风机104。
23.另外，在所述风房103内部设置有机电设备108和有害气体净化装置107。
24.可以理解，所述第一轴流风机101为设置在隧道洞外，通过将第一轴流风机101将隧道洞外的空气抽入到隧道洞内。
25.具体的，本风房103的结构请参阅图3和4。
26.所述风房103包括有：进风口1，且所述进风口1的输入端与所述风管102连接，用于导入隧道洞外的空气，所述进风口1的输出端通过一横置风道与一竖置风道连接；所述横置风道上还设置有隧道污风进口2，用于导入隧道内部空气；所述竖置风道内部安装依次安装有粉尘过滤装置3和空气净化装置4，具体的，所述粉尘过滤装置和空气净化装置均是成熟的现有技术，具体应用过程中，可以自由从市面上选购，本技术不再展开叙述。
27.其中，空气净化装置布置优选为，设置有4层含有霍加拉催化剂的过滤网，用于氧化污风中可能存在的氮氧化物和碳氧化物，起到净化有毒气体的作用。
28.在所述空气净化装置4的输出端，还设置有引导风扇5，且所述引导风扇5的输出端连接有刚性风管6，刚性风管6的输出端通过风管接口7与出风口8连接。
29.具体的，该所述出风口8即与所述第二轴流风机104连接的风管102连接，且该风管102的出风端位于隧道洞内部。
30.另外，所述出风口8与进风口1的直径根据施工现场所用的各轴流风机风管确定，1.5~2m直径的风管为隧道常用风管直径。
31.另外，所述隧道污风进口2是隧道内污染气体的进入口，在隧道污风进口2处需要安装静电除尘装置。
32.所述空气静电除尘装置结构如图5。包括：直流电源204，所述直流电源204的正极连接有正放电件202，负极连接有负放电件201；所述正放电件202和所述负放电件201之间设置有接地集尘构件203，接地集尘构件203与大地205连接。
33.图中空气流向和粉尘流向参阅图中箭头所示。
34.其工作原理为：正放电件202和接地集尘构件203之间产生电场，在电场的作用下含尘气体被电离并产生正离子，正离子与灰尘碰撞结合使灰尘带正电荷，与此同时，负放电件201和接地集尘构件203之间产生电场，在电场的作用下含尘气体被电离并产生负离子，负离子与灰尘碰撞结合使灰尘带负电荷，带正电荷的较小灰尘与带负电荷的较小灰尘在集尘开口中相遇并因电性相反而凝并成较大灰尘，较大灰尘在其重量的作用下下降并附着在接地集尘构件203上；可知，本技术的进风口1提供部分洞外新鲜空气；隧道污风进口2的风流经静电除尘装置－有害气体净化装置107（包括粉尘过滤装置3和空气净化装置4）－引导风扇5－出风口8，提供净化过的隧道循环空气。最终提供给掌子面的空气包含新鲜空气和净化后的循环空气。
35.为保障掌子面供给风量达到需求，需要对轴流风机1的位置与隧道污风进入量严
格控制。由于各个厂家生产的风机出口风压不一，假设轴流风机的出口风速为h1；通过现场实验的经验公式，轴流风机在风管中的风速变化呈线性变化，满足以下公式：v为风管出口风速（m/s）；ρ为空气密度（kg/m3）。
36.当风房进风口的风压h进》风房出风口的风压h出，则关闭污风进口；若风房进风口的风压h进《风房出风口的风压h出,则打开污风进口由此可知，本发明具有以下有益效果：1.能为隧道施工掌子面提供充足的风量。
37.2.在风机接头即本方法的风房处避免隧道污风的污染。
38.3.本方法相比于巷道式通风管理更方便，成本更低4.风机机电设备布置在风房内节省空间、并且方便维护。
39.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。