一种用于高地热隧道风仓式通风的降温系统及方法

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，特别涉及一种用于高地热隧道风仓式通风的降温系统及方法。

背景技术

根据国内外的相关研究可知，高地热条件对地下工程的建设具有诸多不利影响，洞内温度较高时，不仅直接影响劳动作业人员的身体健康，当温度超过30℃以后，就会造成作业人员中暑、缺水及身体机能下降，而且也直接影响洞内机械设备的性能，降低设备作业工效。而且高地热的附加温度应力还会造成隧道衬砌开裂，对衬砌结构的安全性和耐久性不利。因此，目前公路和铁路等交通行业的施工技术规范明确要求隧道洞内环境温度不宜超过28℃，当洞内温度较高时，应采取加强通风、设置冰块及机械制冷等方式降温，确保人员作业环境健康。由此可见，如何降低高地热隧道洞内的温度，将其控制在适合人员及机械施工作业的环境温度条件下，对隧道施工安全、施工质量及施工进度极其重要。

新建川藏铁路穿越川藏高原，其中高地热就是施工面临的重要地质灾害，局部段落存在超过90℃的高温热水，例如拉林铁路桑珠岭隧道的岩温就超过了70℃，对隧道施工和结构安全都造成了十分不利的影响。既有的研究和成果已经表明，加强通风是快速降低高地热洞内温度的最有效措施，但温度越高，对风量的需求量越大，为了确保掌子面前方的送风量，往往需要加大风机功率，而对于特长隧道而言，例如新建川藏铁路很多隧道的独头通风长度多在3、4公里以上，由于独头通风距离长，洞内外冷热交换困难，一旦遇到高地热出现，传统的风管压入式通风降温的效果必将受到极大地限制，目前高地热隧道通风降温大多是通过在风机口或机械制冷将新鲜风送入掌子面，通风方式多为风机+风管式通风，但对于特长隧道，通风距离长，风管直径有限，风损大，风阻大，效果多不明显。

发明内容

为了克服现有特长隧道单风机、风管通风直径有限，导致风损大、风阻大、通风降温效果不好的问题，本发明的目的是提供一种用于高地热隧道风仓式通风的降温系统及方法，可以有效降低独头通风长度，减小风损和风阻，降低新鲜风流的温度，确保降温效果。

本发明的技术方案在于：一种用于高地热隧道风仓式通风的降温系统，包括：隧道、设置于隧道隧道口处的送风机和设置于隧道内的风仓，所述的风仓与所述的送风机之间连接有进风管，所述的风仓内设有冰块架和接力风机，所述的冰块架上设有冰块，所述的接力风机输出端连接有出风管，并通过所述的出风管将所述风仓中的经所述冰块降温的新鲜风送入掌子面作业区。

所述的风仓位于所述隧道顶部，包括前面板、后面板、隧道内衬壁和底板.

所述的底板下方设置有支撑架，所述的支撑架采用型钢焊接而成。

所述的前面板上设有前面板开孔口，所述的前面板开孔口的直径与所述进风管的直径相同，所述的前面板开孔口与所述进风管之间设有前面板密封圈。

所述的后面板上设有后面板开孔口，所述的后面板开孔口的直径与所述出风管的直径相同，所述的后面板开孔口与所述出风管之间设有后面板密封圈。

所述的底板上设有开关门和引流孔，所述的开关门用于取放所述冰块架上的冰块，所述的引流孔连接有排水管，用于将冰块的融水排入到隧道内的排水沟。

所述的冰块架位于所述的进风管和接力风机之间，所述的冰块架从上到下分层设置，层与层之间留有风道。

所述的前面板、后面板、和底板的材料为钢板或塑料板。

一种高地热隧道的通风降温方法，使用如上所述任意一种用于高地热隧道风仓式通风的降温系统，包括如下步骤:

S1：在隧道内设置风仓，在风仓内设置冰块架和接力风机，在隧道隧道口处设置送风机，将送风机连接进风管，并将进风管于风仓连接，将接力风机输出端连接出风管；

S2：启动送风机、接力风机，送风机通过所述的进风管将隧道外的新鲜风送入所述风仓中，所述的接力风机通过出风管，将所述风仓中的经冰块降温的新鲜风送入掌子面作业区，完成通风降温过程。

本发明的技术效果在于：1、本发明通过隧道内设置风仓，可以将风机移动到隧道内，然后再通过风管将新鲜风送至隧道掌子面作业区，从而有效降低了独头通风长度，确保了通风效果，而且可有效的通过风仓内的冰块降低新鲜风的温度，从而为工作区创造一个合格的作业环境。2、本发明通过将风仓设置在隧道上方，合理利用隧道内狭窄空间，不影响下方施工人员、车辆的操作。3、本发明中所用冰块可以批量化制作、储存，冰块融化后更换方便，改变了目前高地热隧道通风降温大多是通过在风机口或机械制冷将新鲜风送入掌子面，降低风管内新鲜风与风管外发生热交换，保证通过冰块降温后的新鲜风在到达作业面时不会发生过大的温度损耗，保证通风降温效果。

以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

图1为本发明实施例一种用于高地热隧道风仓式通风的降温系统纵向结构示意图。

图2为本发明实施例一种用于高地热隧道风仓式通风的降温系统前面板截面示意图。

图3为本发明实施例一种用于高地热隧道风仓式通风的降温系统后面板截面示意图。

图4为本发明实施例一种用于高地热隧道风仓式通风的降温系统冰块架结构示意图。

附图标记：1-送风机；2-进风管；3-风仓；4-接力风机；5-出风管；6-冰块；61-冰块架；7-前面板；71-前面板开孔口；72-前面板密封圈；8-后面板；81-后面板开孔口；82-后面板密封圈；9-隧道内衬壁；10-底板；101-开关门；102-引流孔；103-排水管；11-支撑架；12-掌子面作业区；13-隧道。

具体实施方式

实施例1

为了克服现有特长隧道单风机、风管通风直径有限，导致风损大、风阻大、通风降温效果不好的问题，本发明提供了如图1所示一种用于高地热隧道风仓式通风的降温系统，本发明通过隧道内设置风仓，可以将风机移动到隧道内，然后再通过风管将新鲜风送至隧道掌子面作业区，从而有效降低了独头通风长度，确保了通风效果，同时通过风仓内的冰块降低新鲜风的温度，从而为工作区创造一个合格的作业环境。

如图1所示，一种用于高地热隧道风仓式通风的降温系统，包括：隧道13、设置于隧道13隧道口处的送风机1和设置于隧道13内的风仓3，所述的风仓3与所述的送风机1之间连接有进风管2，所述的风仓3内设有冰块架61和接力风机4，所述的冰块架61上设有冰块6，所述的接力风机4输出端连接有出风管5，并通过所述的出风管5将所述风仓3中的经所述冰块6降温的新鲜风送入掌子面作业区12。

本发明在隧道13内设置风仓3，并在所述的风仓3内设置冰块架61和接力风机4，实际使用过程中，设置于隧道13隧道口处的送风机1，通过进风管2将新鲜风送入风仓3内，经过冰块架61上冰块6的冷却后，再通过接力风机4将冷却降温后的新鲜风从风仓3经出风管5送至掌子面作业区12。本发明通过在隧道13内设置风仓3，将接力风机4置于风仓3内，从而有效降低了独头通风长度，确保了通风效果，风仓3的设置减小了传统风管式通风的漏风和风损，极大地降低了独头通风风机的功率，通过在风仓3内设置冰块架61，可有效的通过风仓3内的冰块降低新鲜风的温度，改变了目前高地热隧道通风降温大多是通过在风机口或机械制冷将新鲜风送入掌子面，降低风管内新鲜风与风管外发生热交换，保证通过冰块降温后的新鲜风在到达作业面时不会发生过大的温度损耗，保证通风降温效果。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例中，如图2所示，优选地，所述的风仓3位于所述隧道13顶部，包括前面板7、后面板8、隧道内衬壁9和底板10，所述的底板10下方设置有支撑架11上，所述的支撑架11采用型钢焊接而成。

实际使用中，所述的风仓3位于所述隧道13顶部，合理利用隧道内狭窄空间，不影响下方施工人员、车辆的操作。所述的底板10下方设置有支撑架11上，所述的支撑架11采用型钢焊接而成，保证了风仓3具有足够的强度，用于设置冰块架61和接力风机4。

实施例3

在实施例2的基础上，本实施例中，如图2所示，优选地，所述的前面板7上设有前面板开孔口71，所述的前面板开孔口71的直径与所述进风管2的直径相同，所述的前面板开孔口71与所述进风管2之间设有前面板密封圈72。

实际使用中，所述的前面板7上设有前面板开孔口71，所述的前面板开孔口71的直径与所述进风管2的直径相同，所述的前面板开孔口71与所述进风管2之间设有前面板密封圈72，保证了前面板开孔口71与所述进风管2之间的密封，防止在送风过程中发生漏风。

实施例4

在实施例2的基础上，本实施例中，如图3所示，优选地，所述的后面板8上设有后面板开孔口81，所述的后面板开孔口81的直径与所述出风管5的直径相同，所述的后面板开孔口81与所述出风管5之间设有后面板密封圈82。

实际使用中，所述的后面板8上设有后面板开孔口81，所述的后面板开孔口81的直径与所述出风管5的直径相同，所述的后面板开孔口81与所述出风管5之间设有后面板密封圈82，保证了后面板开孔口81与所述出风管5之间的密封，防止在送风过程中发生漏风。

实施例5

在实施例1的基础上，本实施例中，优选地，所述的底板10上设有开关门101和引流孔102，所述的开关门101用于取放所述冰块架61上的冰块6，所述的引流孔102连接有排水管103，用于将冰块6的融水排入到隧道13内的排水沟。

实际使用中，所述的底板10上设有开关门101和引流孔102，所述的开关门101用于取放所述冰块架61上的冰块6，所述的引流孔102连接有排水管103，用于将冰块6的融水排入到隧道13内的排水沟，经排水沟排入到隧道外的蓄水池，有效的将冰块6融化后的水收集再利用，防止造成隧道内工作场地的污染，不会影响正常施工。

实施例6

在实施例1的基础上，本实施例中，如图4所示，优选地，所述的冰块架61位于所述的进风管2和接力风机4之间，所述的冰块架61从上到下分层设置，层与层之间留有风道。

实际使用中，所述的储冰架61位于所述的进风管2和接力风机4之间，所述的冰块架61从上到下分层设置，层与层之间留有风道，有效利用了风仓3内部空间，新鲜风流从冰块架61中间流过，既增加了新鲜风与冰块4的接触面积，又降低了新鲜风的风阻。

实施例7

在实施例1的基础上，本实施例中，优选地，所述的前面板7、后面板8、和底板10的材料为钢板或塑料板。

实际使用中，所述的前面板7、后面板8、和底板10的材料采用钢板或塑料板，成本低且方便加工。

实施例8

一种高地热隧道的通风降温方法，使用如上所述任意一种用于高地热隧道风仓式通风的降温系统，包括如下步骤:

S1：在隧道13内设置风仓3，在风仓3内设置冰块架61和接力风机4，在隧道13隧道口处设置送风机1，将送风机1连接进风管2，并将进风管2于风仓3连接，将接力风机4输出端连接出风管5；

S2：启动送风机1、接力风机4，送风机1通过所述的进风管2将隧道外的新鲜风送入所述风仓3中，所述的接力风机4通过出风管5，将所述风仓3中的经冰块6降温的新鲜风送入掌子面作业区12，完成通风降温过程。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。