[发明专利]一种隧道长距离接力的通风降尘系统及方法

说明书

本发明属于隧道施工辅助系统领域，并具体公开了一种隧道长距离接力的通风降尘系统及方法。该种通风降尘系统包括供风装置、接力风装置、排风装置、移动除尘车以及从隧道中部到隧道开挖的施工作业面依次设置的三个风幕装置；设置于隧道中部的两个风幕装置与隧道合围形成接力风室，靠近施工作业面的风幕装置与施工作业面之间形成除尘风室；本发明通过接力风室的空气内循环为接力风装置提供足够的新鲜空气，以为施工作业面接力送风；并通过除尘风室的风幕装置使施工作业面处的粉尘和有害气体存留在除尘风室中，以进行除尘降污处理。该系统同时实现了通风和除尘的目的，并能够随隧道掘进而调整，尤其适用于长大隧道独头掘进时的通风和降尘处理。

技术领域

本发明属于隧道施工辅助系统领域，更具体地，涉及一种隧道长距离接力的通风降尘系统及方法。

背景技术

在进行隧道施工时，对隧道开挖的施工作业面进行通风是其重要工序之一。合理的通风系统、理想的通风效果是给隧道作业人员提供足够的新鲜空气、稀释并排出各种有害气体和粉尘、创造良好的作业环境、进行安全施工的重要保障。

在进行隧道开挖时，通常采用钻爆法来破碎岩体，在此过程中，会产生大量粉尘和有害气体，因此必须通过通风和降尘处理，以为隧道作业人员提供安全、良好的作业环境；同时，还需要对粉尘和有害气体进行阻隔，以防止其溢出隧道，对隧道外的空气造成污染。

对于长大隧道的独头掘进，现有技术中的通风方式一般采取机械通风，通过使用送风机向隧道内施工作业面输送新鲜空气，隧道掌子面粉尘和有害气体自然向外溢出；然而对于单个风机，其送风距离一般为1.5km-2km；当隧道长度大于3km时，由于输送损失，单个风机已无法满足对隧道通风的需求；现有技术中针对隧道施工作业面爆破后的除尘处理一般通过除尘设备实现；然而，现有技术在进行除尘处理时，并未对隧道内外的气流进行阻隔，导致隧道内有害气体和粉尘溢出隧道，造成了环境污染，也降低了除尘效率。

现有技术中为了解决长大隧道的通风问题，提出了一些解决方案，例如202010916325.X公开了一种长距离隧道用分段式通风系统，其通过风筒连接成送风通道和排风通道，并通过分别设置于送风通道和排风通道中的多个送风支路风机和排风支路风机进行接力通风，同时通过多个风墙将隧道阻隔成多个分段，在送风通道和排风通道中设置三通为各个分段通风；该分段式通风系统对于隧道沿程通风能够取得较好的效果；然而该系统在应用于隧道开挖的施工作业面的通风时，存在下述缺点：1.该系统的风机、三通以及风墙的数量多，且将各个支路风机设置于三通中，其系统复杂；2.由于所有送风支路风机和排风支路风机分别依次连接于送风通道和排风通道中，在对隧道施工作业面进行通风时，需要开启所有的送风支路风机和排风支路风机，其能耗高；3.该系统将隧道内的粉尘和气体直接排出隧道而未进行除尘处理；4.该系统为使粉尘沿隧道向洞外排出，关闭风墙上的射流风机，使风墙失去了隔绝风流的作用；5.该系统的风机、三通以及风墙均为固定安装，在隧道掘进的过程中需要通过增加设备的方式给不断掘进的隧道施工作业面通风，隧道越长，其设备越多，系统越复杂。

基于上述缺陷和不足，本领域亟需对现有的隧道长距离通风降尘系统做出进一步的改进设计，解决现有技术中对长大隧道独头掘进的施工作业面进行通风时系统复杂、能耗高的问题，同时解决对隧道爆破后产生的粉尘和有害气体未进行除尘处理、且未进行阻隔以防止溢出隧道的问题，将现有的系统进行简化，为隧道作业人员创造良好的作业环境，并提供环境友好的作业方式。

发明内容

针对现有技术的上述缺点和/或改进需求，本发明提供了一种隧道长距离通风降尘的系统，其中通过两个风幕装置隔断隧道风流形成接力风室，并在接力风室中形成封闭的气流，以提供足够的新鲜空气用于对隧道的施工作业面进行接力供风，相应以解决对长大隧道通风时使用单个风机输送距离不够，而使用多个支路风机系统复杂、能耗高的问题；此外，本发明还通过风幕装置隔断隧道施工作业面附近的风流，相应以解决长大隧道爆破后产生的粉尘和有害气体溢出隧道的问题，使隧道内的空气经过充分降尘处理后再排出隧道。