公路隧道施工通風結構的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及公路隧道施工領域，尤其是一種公路隧道施工通風結構。
【背景技術】
[0002] 雙桐公路隧道或者開挖有平導隧道的公路隧道施工過程中，根據隧道施工通風需 風量計算，需風量由桐內作業(yè)機械需風量控制，而隨著掘進距離的增加，桐內運輸車輛的臺 數逐漸增加，導致需風量增大，通風能耗逐漸增加，施工通風方式需由最初的獨頭壓入式通 風轉換為巷道式通風，即一條隧道為進風巷，另一條隧道為回風巷，開通靠近掌子面的橫通 道，形成進風巷一一橫通道一一回風巷單通道巷道式通風，目前隧道施工采用的是單通道 巷道式通風。
[0003] 如公開號為CN101215973A和CN101225746A的專利文件均公開了類似上述通風方 法，其即是采用上述單通道巷道式通風，隨著隧道掘進，在隧道前端新開辟橫通道，并封閉 原橫通道，構成新的單通道通風。其只保留最前端的橫通道通風而封閉其余橫通道的目的 是為了防止出現漏風或者出現污染物二次循環(huán)。
[0004] 但經申請人研究發(fā)現，在隧道施工工程中，隧道前端的掌子面作業(yè)機械可認為是 集中排污，回風巷作業(yè)機械可認為是均勻排污，采用上述通風方式，在回風巷中風速的分布 如圖2所示，在回風巷的掌子面至隧道桐口風速恒定，相應地，CO等污染物濃度在回風巷中 分布如圖3所示，污染物濃度從掌子面至隧道桐口逐漸增大，呈=角形分布，在桐口污染物 最大，要確保其在設計濃度范圍內，則需使回風巷桐口風速達到一定強度，但實際在隧道前 段污染物濃度較小，無須很大風速就可使其達到設計標準，而采用上述通風方式，回風巷中 風速恒定，則無疑會造成很大地能源浪費，導致其通風能耗較高。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能耗較低的公路隧道施工通風結構。
[0006] 本實用新型公開的公路隧道施工通風結構，包括進風巷和回風巷，所述進風巷和 回風巷前端為掌子面，所述進風巷和回風巷前段連通有的前段橫通道，所述進風巷中設置 有朝向隧道前端的風機，所述回風巷中設置有背向隧道前端的風機，所述前段橫通道與隧 道桐口之間還設置有至少一個與前段橫通道同時通風的中段橫通道，所述中段橫通道連接 于進風巷和回風巷之間，所述前段橫通道和各中段橫通道內均設置有朝向回風巷的風機。
[0007] 優(yōu)選地，所述前段橫通道和中段橫通道均設置有用于調控通風量的風口。
[0008] 優(yōu)選地，所述中段橫通道與前段橫通道的之間W及各中段橫通道之間的間距為 800mm~1200m〇
[0009] 優(yōu)選地，所述進風巷中設置有兩個軸流風機，所述兩個軸流風機分別連接有風管， 兩根風管分別延伸至進風巷和回風巷的掌子面。
[0010] 優(yōu)選地，所述進風巷和回風巷的掌子面處均設置有背向隧道前端的風機。
[0011] 本實用新型的有益效果是：在回風巷中污染物濃度也是從掌子面至隧道桐口逐漸 增加的，采用本實用新型的的通風結構，在回風巷中，風速從掌子面至隧道桐口呈階梯狀增 加，污染物濃度低的隧道段風速低，污染濃度高的隧道段風速高，在保證污染物濃度保持在 設計范圍內的基礎上，可極大程度地降低能耗，并且通過各橫通道的通風量，還可實現回風 巷污染物濃度的分段控制。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本實用新型的通風結構的示意圖；
[0013] 圖2是現有的單通道巷道式通風回風巷的風速分布圖；
[0014] 圖3是現有的單通道巷道式通風回風巷的CO濃度分布圖；
[0015]圖4是本實用新型公開的多通道巷道式通風中回風巷的風速分布圖；
[0016] 圖5是本實用新型公開的多通道巷道式通風中風巷的CO濃度分布圖。
[0017] 圖1中空屯、大箭頭表示新鮮空氣，實屯、大箭頭表示含污染物空氣，虛線表示空氣 流動的路線方向。
[001引 附圖標記：1-進風巷，2-回風巷，3-前段橫通道，4-中段橫通道，5-風機，6-風口， 7-軸流風機，8-風管，9-掌子面。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型進一步說明。
[0020] 如圖1所示，本實用新型公開的公路隧道施工通風結構包括進風巷1和回風巷2， 所述進風巷1和回風巷2前端為掌子面9,所述進風巷1和回風巷2前段連通有的前段橫通 道3,所述進風巷1中設置有朝向隧道前端的風機5,所述回風巷2中設置有背向隧道前端 的風機5,所述前段橫通道3與隧道桐口之間還設置有至少一個與前段橫通道3同時通風的 中段橫通道4,所述中段橫通道4連接于進風巷1和回風巷2之間，所述前段橫通道3和各 中段橫通道4內均設置有朝向回風巷2的風機5。
[0021]如【背景技術】中所述，現有的隧道通風結構通常只由前段橫通道通風3,構成單通道 通風，而隨著隧道的掘進，開啟新的橫通道通風W后，則會封堵原通風橫通道，保持單通道 通風狀態(tài)。而本實用新型恰恰相反，在現有技術的基礎上增設了至少一個同時通風的中段 橫通道4,如圖1所示，每個橫通道和進風巷1W及回風巷2均可構成一個獨立的通風回路， 從而實現多通道通風。本實用新型回風巷中風速分布如圖4所示，從掌子面9至隧道桐口， 每經過一個橫通道風速就會有所增到，其風速分布呈階梯狀增長，在此通風條件下，WCO 濃度為例，其濃度分布如圖5所示，每經過一個橫通道，由于新空氣的加入，其污染物濃度 就會降低，污染物濃度呈銀齒狀分布。而現有的單通道通風方式中，其回風巷風速分布如圖 2所示的均勻分布，對應地，CO等污染物濃度從掌子面9至隧道桐口逐漸增加。對比兩種方 案，可W看出，在保持隧道桐口風速和污染物濃度一致的情況下，由于本實用新型采用多橫 通道對回風巷2分段供風，進風巷1和回風巷2前段部分風速較單通道巷道式通風低，因此 本實用新型的多通道通風方式其平均風速更低，其能耗也就更低。
[0022]W某隧道為例，隧道全長8000m，分兩個合同段施工，每個合同段單頭掘進月 4000m，含3條單車行橫通道，橫通道間距為1000m，分別計算單通道巷道式通風、雙通道巷 道式通風、=通道巷道式通風風機功率，結果如下表所示：
[0024] 由此可見采用多個橫通道同時通風的方式，可有效降低能耗。
[00巧]采用上述方案還可通過控制各橫通道的進風量而調節(jié)隧道各段的風速，W分別滿 足回風巷不同區(qū)段的通風需求，進而實現污染物濃度的分段控制。而為了便于調控各橫通 道的通風量，作為優(yōu)選方式，所述前段橫通道3和中段橫通道4均設置有用于調控通風量的 風口 6。如此就可通過調節(jié)風機5轉速和風口 6開啟角度實現各橫通道的通風量的調控。
[0026] 增設中段橫通道4通風可W降低能耗，但是橫通道也并非開啟得越多越好，開啟 橫通道越多，設備設施成本越高，風速調控也越復雜，因此作為優(yōu)選方式，所述中段橫通道4 與前段橫通道3的之間W及各中段橫通道4之間的間距為800mm~1200m。W此為間距設 置通風的橫通道，可W保證降低能耗的同時，便于分段調控風速并節(jié)約設備成本，而為了確 保無漏風和循環(huán)風出現，其余不參與通風的橫通道則需予W封閉。
[0027] 在隧道掘進過程中，掌子面9產生的污染物無疑是最多的，為及時將降低掌子面 處的污染物濃度，作