一种高地温隧道施工的通风降温方法与流程

1.本发明属于隧道降温技术领域，具体涉及一种高地温隧道施工的通风降温方法。

背景技术：

2.随着国家基础建设高速发展，越来越多的高原山岭隧道开始规划修建，建设面临着陡峻的高原地形、强烈的板块活动、频发的地质灾害、脆弱的生态环境、恶劣的气候条件等环境特征，沿线高地温分布范围广、段落长、洞内外温差大，具有施工难度大、施工成本高、安全风险高、施工降效严重、施工防治有效措施少等难点。
3.隧道的高地温不良地质，给隧道施工、运营带来极不利的影响。高温高湿低氧的作业环境，人员无法正常施工作业，极易发生脱水、呕吐眩晕、缺氧休克等。突然喷出的热水、热气，会造成施工机具、人员的伤亡等，同时机械设备在这种环境工作效率及使用寿命严重受损。高地温还会影响围岩的稳定性，高地温流体(气、液相)多沿节理密集带赋存、运移，由于其长期的活动，势必会增加基岩的节理或者加宽节理宽度，造成岩石的再次分解变形，从而影响隧道围岩的稳定性。同时在高温及热水浸泡环境下产生膨胀、融化现象，融化后产生刺激性硝铵气味，对人体伤害非常大。其次导爆管、等材也只能在一定的温度范围内才能正常使用，在高地温环境下也可能失效导致发生拒爆而留下安全隐患。高地温还对二衬结构受力极其不利，混凝土在高温环境中易产生温度应力，在隧道成型后，干硬的混凝土易产生裂缝，影响隧道安全。
4.目前常规高地温隧道施工，只是单纯加大风机功率，采用多人轮换施工，施工方法简单落后，施工工期长、成本高、安全风险极大。

技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明提供了提供一种高地温隧道施工的通风降温方法，解决了目前常规高地温隧道施工，只是单纯加大风机功率，采用多人轮换施工，施工方法简单落后，施工工期长、成本高、安全风险极大的问题。
6.本发明的技术方案是：一种高地温隧道施工的通风降温方法，包括以下方法：
7.s1：原隧道通风设计：于距离斜井洞口不大于30m处一定高度的支架上，设置2台132kw*2通风机，利用直径为1.5m通风管，往正洞工作面供应新鲜空气。
8.s2：高地温段加强通风降温：在原隧道通风设计的基础上采用两个阶段方案进行通风降温，大小里程增加轴流风机加快掌子面空气流通。
9.a1：第一阶段通风方案采用压入式通风，主要方案为：在斜井洞口安装2 台132kw*2通风机利用直径为1.5m通风管，往斜井交叉口供应新鲜空气，且有利于减少长斜井段落风阻。
10.a2：第二阶段通风方案采用接力压入式通风，主要方案为：在斜井交叉口安装2台132kw*2通风机，接入洞口输入进来的风管，利用直径为1.5m通风管往掌子面供应新鲜空气，并随着开挖的推进相应增加通风机及射流风机的数量，减小风阻，加快隧道洞内空气流
通速度，从而达到提高作业环境、降低作业面温度的效果。
11.s3：制冰块局部降温：在原隧道通风设计的基础施工现场将自制的冰块堆放至开挖台架、仰拱、挂板台车、二衬台车和掌子面附近，确保冰块吸收热量时，降低掌子面和工作台架附近的温度。
12.s4：洒水降温：在原隧道通风设计的基础为防止地热危害作业人员的安全和健康，改善洞内施工环境，提高工作效率，采取的两种洒水降温措施。
13.b1：开挖面洒水降温：由交叉口铺设专用洒水降温的φ100管径水路至掌子面附近，每个50m设置出水口，安装直径为5cm的高压喷头，接入水管对开挖面进行喷洒降温，同时起到降尘作用，隧道开挖爆破后，立即对新开挖揭露的岩渣、岩面进行喷洒水降温，降低岩渣的温度，减缓岩渣和岩面向空气中大量散热，减少热源。
14.b2：初期支护和衬砌面洒水降温：在高低温地段，利用专用洒水管道每50m 的高压喷头对初期支护和衬砌面喷洒冷水，保证喷洒面湿润，温度不再上升，从而达到降温的目的，洞内增加喷雾降温措施沿隧道边墙增设多处喷雾装置，利用高压风雾化水形成水雾降低洞内高温。
15.优选的，所述s2高地温段加强通风降温方案、s3制冰块局部降温方案和 s4洒水降温方案可同时在s1原隧道通风设计的基础上进行实施。
16.优选的，所述s1原隧道通风设计中通风管在辅助坑道段设在顶部中间位置，在正洞段设在电缆及照明线异侧，通风出风口距开挖工作面的距离不大于15m。
17.优选的，所述s2高地温段加强通风降温中加强洞内通风洞口压入式通风机功率为2
×
110kw，风量为1550～912m3/min，风压为860～5355pa，与其连接的风管直径为1.5m，且风管要连接到掌子面附近。
18.优选的，所述s2高地温段加强通风降温中当洞口风机洞内通风超过2公里时，在离洞口风机风管端头40～60米处设置第二台通风机，向洞内供风，且在二衬段内靠近掌子面端设置吸出式通风机，通风机功率为2
×
110kw，风量为 1550～2912m3/min，风压为860～5355pa，与其连接的风管直径为1.5m，且风管要连接到洞外，将洞内热风吸出隧道。
19.优选的，所述s2高地温段加强通风降温中设置局部通风，在开挖台车、仰拱下部、挂板台车和二衬台车上各增加2台5.5kw通风机，加强局部风流速度，改善工人的作业环境。
20.优选的，所述s3制冰块局部降温中设置10台台制冰机，且每个工区单工作面每日计划使用4m3冰块。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.1、通过设置的高地温段施工通风方案分为两个阶段，第一阶段采用压入式通风方案，第二阶段采用接力压入式通风方案，加快隧道洞内空气流通速度，从而达到提高作业环境、降低作业面温度的效果，并且在开挖台车、仰拱下部、挂板台车、二衬台车上各增加2台5.5kw通风机，加强局部风流速度，改善工人的作业环境。
23.2、通过将现场自制的冰块堆放至开挖台架、仰拱、挂板台车、二衬台车、掌子面附近，确保冰块吸收热量时，降低掌子面和工作台架附近的温度。
24.3、为防止地热危害作业人员的安全和健康，改善洞内施工环境，提高工作效率，项目部采取的两种洒水降温措施，对新开挖揭露的岩渣、岩面进行喷洒水降温，降低岩渣的温度，减缓岩渣和岩面向空气中大量散热，减少热源，有效降低洞内的空气温度，为优化作业
环境创造条件，保证喷洒面湿润，温度不再上升，从而达到降温的目的。
附图说明
25.图1为本发明的斜井工区压入式通风布置图；
26.图2为本发明的加强通风示意图结构示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。
28.实施例1：
29.如图1-2所示，本发明提供一种技术方案：一种高地温隧道施工的通风降温方法，包括以下方法：
30.s1：原隧道通风设计：于距离斜井洞口不大于30m处一定高度的支架上，设置2台132kw*2通风机，利用直径为1.5m通风管，往正洞工作面供应新鲜空气，中通风管在辅助坑道段设在顶部中间位置，在正洞段设在电缆及照明线异侧，通风出风口距开挖工作面的距离不大于15m。
31.s2：高地温段加强通风降温：在原隧道通风设计的基础上采用两个阶段方案进行通风降温，大小里程增加轴流风机加快掌子面空气流通。
32.a1：第一阶段通风方案采用压入式通风，主要方案为：在斜井洞口安装2 台132kw*2通风机利用直径为1.5m通风管，往斜井交叉口供应新鲜空气，且有利于减少长斜井段落风阻。
33.a2：第二阶段通风方案采用接力压入式通风，主要方案为：在斜井交叉口安装2台132kw*2通风机，接入洞口输入进来的风管，利用直径为1.5m通风管往掌子面供应新鲜空气，并随着开挖的推进相应增加通风机及射流风机的数量，减小风阻，加快隧道洞内空气流通速度，从而达到提高作业环境、降低作业面温度的效果，加强洞内通风洞口压入式通风机功率为2
×
110kw，风量为1550～ 912m3/min，风压为860～5355pa，与其连接的风管直径为1.5m，且风管要连接到掌子面附近，当洞口风机洞内通风超过2公里时，在离洞口风机风管端头40～ 60米处设置第二台通风机，向洞内供风，且在二衬段内靠近掌子面端设置吸出式通风机，通风机功率为2
×
110kw，风量为1550～2912m3/min，风压为860～ 5355pa，与其连接的风管直径为1.5m，且风管要连接到洞外，将洞内热风吸出隧道，在开挖台车、仰拱下部、挂板台车和二衬台车上各增加2台5.5kw通风机，加强局部风流速度，改善工人的作业环境。
34.s3：制冰块局部降温：在原隧道通风设计的基础施工现场将自制的冰块堆放至开挖台架、仰拱、挂板台车、二衬台车和掌子面附近，确保冰块吸收热量时，降低掌子面和工作台架附近的温度，设置10台台制冰机，且每个工区单工作面每日计划使用4m3冰块。
35.s4：洒水降温：在原隧道通风设计的基础为防止地热危害作业人员的安全和健康，改善洞内施工环境，提高工作效率，采取的两种洒水降温措施。
36.b1：开挖面洒水降温：由交叉口铺设专用洒水降温的φ100管径水路至掌子面附近，每个50m设置出水口，安装直径为5cm的高压喷头，接入水管对开挖面进行喷洒降温，同时起到降尘作用，隧道开挖爆破后，立即对新开挖揭露的岩渣、岩面进行喷洒水降温，降低岩渣的温度，减缓岩渣和岩面向空气中大量散热，减少热源。
37.b2：初期支护和衬砌面洒水降温：在高低温地段，利用专用洒水管道每50m 的高压喷头对初期支护和衬砌面喷洒冷水，保证喷洒面湿润，温度不再上升，从而达到降温的目的，洞内增加喷雾降温措施沿隧道边墙增设多处喷雾装置，利用高压风雾化水形成水雾降低洞内高温。
38.本实施方案中，由于本隧道斜井施工长度较长，为加快洞内空气流动速度，高地温段施工通风方案分为两个阶段，第一阶段采用压入式通风方案，第二阶段采用接力压入式通风方案，加快隧道洞内空气流通速度，从而达到提高作业环境、降低作业面温度的效果，并且在开挖台车、仰拱下部、挂板台车、二衬台车上各增加2台5.5kw通风机，加强局部风流速度，改善工人的作业环境，现场将自制的冰块堆放至开挖台架、仰拱、挂板台车、二衬台车、掌子面附近，确保冰块吸收热量时，降低掌子面和工作台架附近的温度，为防止地热危害作业人员的安全和健康，改善洞内施工环境，提高工作效率，项目部采取的两种洒水降温措施，对新开挖揭露的岩渣、岩面进行喷洒水降温，降低岩渣的温度，减缓岩渣和岩面向空气中大量散热，减少热源，有效降低洞内的空气温度，为优化作业环境创造条件，保证喷洒面湿润，温度不再上升，从而达到降温的目的。
39.如图1-2所示，在实施例一的基础上，本发明提供一种技术方案：所述s2 高地温段加强通风降温方案、s3制冰块局部降温方案和s4洒水降温方案可同时在s1原隧道通风设计的基础上进行实施。
40.本实施例中，可根据需求选择s2高地温段加强通风降温方案、s3制冰块局部降温方案和s4洒水降温方案三种方案中的一种或多种，提升降温效果。
41.本发明的工作原理及使用流程：由于本隧道斜井施工长度较长，为加快洞内空气流动速度，高地温段施工通风方案分为两个阶段，第一阶段采用压入式通风方案，第二阶段采用接力压入式通风方案，加快隧道洞内空气流通速度，从而达到提高作业环境、降低作业面温度的效果，并且在开挖台车、仰拱下部、挂板台车、二衬台车上各增加2台5.5kw通风机，加强局部风流速度，改善工人的作业环境，现场将自制的冰块堆放至开挖台架、仰拱、挂板台车、二衬台车、掌子面附近，确保冰块吸收热量时，降低掌子面和工作台架附近的温度，为防止地热危害作业人员的安全和健康，改善洞内施工环境，提高工作效率，项目部采取的两种洒水降温措施，对新开挖揭露的岩渣、岩面进行喷洒水降温，降低岩渣的温度，减缓岩渣和岩面向空气中大量散热，减少热源，有效降低洞内的空气温度，为优化作业环境创造条件，保证喷洒面湿润，温度不再上升，从而达到降温的目的，可根据需求选择s2高地温段加强通风降温方案、s3制冰块局部降温方案和s4洒水降温方案三种方案中的一种或多种，提升降温效果。
42.以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种高地温隧道施工的通风降温方法，其特征在于：包括以下方法：s1：原隧道通风设计：于距离斜井洞口不大于30m处一定高度的支架上，设置2台132kw*2通风机，利用直径为1.5m通风管，往正洞工作面供应新鲜空气；s2：高地温段加强通风降温：在原隧道通风设计的基础上采用两个阶段方案进行通风降温，大小里程增加轴流风机加快掌子面空气流通；a1：第一阶段通风方案采用压入式通风，主要方案为：在斜井洞口安装2台132kw*2通风机利用直径为1.5m通风管，往斜井交叉口供应新鲜空气，且有利于减少长斜井段落风阻；a2：第二阶段通风方案采用接力压入式通风，主要方案为：在斜井交叉口安装2台132kw*2通风机，接入洞口输入进来的风管，利用直径为1.5m通风管往掌子面供应新鲜空气，并随着开挖的推进相应增加通风机及射流风机的数量，减小风阻，加快隧道洞内空气流通速度，从而达到提高作业环境、降低作业面温度的效果；s3：制冰块局部降温：在原隧道通风设计的基础施工现场将自制的冰块堆放至开挖台架、仰拱、挂板台车、二衬台车和掌子面附近，确保冰块吸收热量时，降低掌子面和工作台架附近的温度；s4：洒水降温：在原隧道通风设计的基础为防止地热危害作业人员的安全和健康，改善洞内施工环境，提高工作效率，采取的两种洒水降温措施；b1：开挖面洒水降温：由交叉口铺设专用洒水降温的φ100管径水路至掌子面附近，每个50m设置出水口，安装直径为5cm的高压喷头，接入水管对开挖面进行喷洒降温，同时起到降尘作用，隧道开挖爆破后，立即对新开挖揭露的岩渣、岩面进行喷洒水降温，降低岩渣的温度，减缓岩渣和岩面向空气中大量散热，减少热源；b2：初期支护和衬砌面洒水降温：在高低温地段，利用专用洒水管道每50m的高压喷头对初期支护和衬砌面喷洒冷水，保证喷洒面湿润，温度不再上升，从而达到降温的目的，洞内增加喷雾降温措施沿隧道边墙增设多处喷雾装置，利用高压风雾化水形成水雾降低洞内高温。2.根据权利要求1所述的一种高地温隧道施工的通风降温方法，其特征在于：所述s2高地温段加强通风降温方案、s3制冰块局部降温方案和s4洒水降温方案可同时在s1原隧道通风设计的基础上进行实施。3.根据权利要求1所述的一种高地温隧道施工的通风降温方法，其特征在于：所述s1原隧道通风设计中通风管在辅助坑道段设在顶部中间位置，在正洞段设在电缆及照明线异侧，通风出风口距开挖工作面的距离不大于15m。4.根据权利要求1所述的一种高地温隧道施工的通风降温方法，其特征在于：所述s2高地温段加强通风降温中加强洞内通风洞口压入式通风机功率为2
×
110kw，风量为1550～912m3/min，风压为860～5355pa，与其连接的风管直径为1.5m，且风管要连接到掌子面附近。5.根据权利要求1所述的一种高地温隧道施工的通风降温方法，其特征在于：所述s2高地温段加强通风降温中当洞口风机洞内通风超过2公里时，在离洞口风机风管端头40～60米处设置第二台通风机，向洞内供风，且在二衬段内靠近掌子面端设置吸出式通风机，通风机功率为2
×
110kw，风量为1550～2912m3/min，风压为860～5355pa，与其连接的风管直径为1.5m，且风管要连接到洞外，将洞内热风吸出隧道。
6.根据权利要求1所述的一种高地温隧道施工的通风降温方法，其特征在于：所述s2高地温段加强通风降温中设置局部通风，在开挖台车、仰拱下部、挂板台车和二衬台车上各增加2台5.5kw通风机，加强局部风流速度，改善工人的作业环境。7.根据权利要求1所述的一种高地温隧道施工的通风降温方法，其特征在于：所述s3制冰块局部降温中设置10台台制冰机，且每个工区单工作面每日计划使用4m3冰块。

技术总结

本发明公开了一种高地温隧道施工的通风降温方法，包括高地温段加强通风降温、制冰块局部降温和洒水降温三种方案，可根据需求选择高地温段加强通风降温方案、制冰块局部降温方案和洒水降温方案三种方案中的一种或多种。通过设置的高地温段施工通风方案分为两个阶段，第一阶段采用压入式通风方案，第二阶段采用接力压入式通风方案，加快隧道洞内空气流通速度，从而达到提高作业环境、降低作业面温度的效果，并且在开挖台车、仰拱下部、挂板台车、二衬台车上各增加2台5.5kW通风机，加强局部风流速度，改善工人的作业环境。保证喷洒面湿润，温度不再上升，从而达到降温的目的。从而达到降温的目的。从而达到降温的目的。