本實用新型涉及隧道施工裝置領(lǐng)域，具體涉及一種適用于多種環(huán)境的隧道施工通風(fēng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國“一帶一路”政策的推進、“西部大開發(fā)”計劃的深入以及國防的需求，隧道建設(shè)逐漸向中西部地區(qū)推移。中國中西部地區(qū)山脈縱橫交錯，地勢高聳，地形復(fù)雜多樣，如青藏高原為高海拔山嶺地區(qū)，高寒缺氧、冰川凍土分布；云貴高原多采空區(qū)、巖溶；黃土高原溝壑縱橫、黃土遍布、水土流失嚴重、生態(tài)極為脆弱。在多種復(fù)雜環(huán)境條件下，提供安全良好的隧道施工環(huán)境顯得愈發(fā)重要。在高寒高海拔地區(qū)修建隧道，隧道洞口處及距洞口100米范圍內(nèi)的圍巖溫度很低，隨著隧道的掘進，又會出現(xiàn)缺氧及熱害環(huán)境；隧道經(jīng)過采空區(qū)時，應(yīng)消除瓦斯對隧道施工安全的影響，隧道經(jīng)過干燥黃土地區(qū)時，施工時洞內(nèi)溫度升高極易引起黃土拂揚，對施工人員的健康造成不利影響。山嶺隧道施工中，洞內(nèi)人員不可避免地受到粉塵及巖體內(nèi)濕氣等影響。

目前國內(nèi)隧道通風(fēng)系統(tǒng)存在一些問題，主要體現(xiàn)在：通風(fēng)機對不同施工環(huán)境的通風(fēng)方式較為固定，很難針對不同的實際施工環(huán)境及時對通風(fēng)方式進行調(diào)節(jié)，對多種復(fù)雜環(huán)境的通風(fēng)效力再打折扣。因此目前亟需一種能夠適用于多種不同環(huán)境的隧道施工通風(fēng)系統(tǒng)，對于保障隧道正常施工、保證隧道安全良好的施工環(huán)境及施工人員的安全健康，具有重大意義。例如，在本申請人之前申請過的中國專利CN205277471U中公開了一種高原高寒隧道施工通風(fēng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括制熱裝置和增氧通風(fēng)系統(tǒng)，這種隧道通風(fēng)系統(tǒng)僅適用于高寒高海拔地區(qū)的隧道施工建設(shè)，無法適用于多種不同環(huán)境的隧道施工通風(fēng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種適用于多種環(huán)境的隧道施工通風(fēng)系統(tǒng)。

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

本實用新型適用于多種環(huán)境的隧道施工通風(fēng)系統(tǒng)，包括通風(fēng)管路以及與通風(fēng)管路連通的通風(fēng)機，所述通風(fēng)管路連通有增氧通風(fēng)系統(tǒng)、增溫通風(fēng)系統(tǒng)，所述通風(fēng)管路上還連通有制冷通風(fēng)系統(tǒng)以及除塵通風(fēng)系統(tǒng)。在高寒缺氧環(huán)境，增氧通風(fēng)系統(tǒng)和增溫通風(fēng)系統(tǒng)同時啟動，可以適當提高隧道內(nèi)的溫度，增加隧道內(nèi)氧氣含量，使隧道內(nèi)的溫度和空氣質(zhì)量滿足施工人員的最低需求。在粉塵嚴重的高溫?zé)岷Νh(huán)境，制冷通風(fēng)系統(tǒng)和除塵通風(fēng)系統(tǒng)同時打開，能夠減弱粉塵的熱運動、更好地將其吸附、減少粉塵的拂揚，同時能夠適度降低隧道內(nèi)溫度及圍巖表面溫度，對施工人員的施工作業(yè)及身體健康有極大地改善作用。當施工環(huán)境較復(fù)雜，例如在高寒高海拔地區(qū)修建隧道時，隧道洞口處及距洞口100米范圍內(nèi)的圍巖溫度很低，隨著隧道的掘進，又會出現(xiàn)缺氧及熱害環(huán)境，此時需要采用先采用增溫通風(fēng)系統(tǒng)，之后采用增氧通風(fēng)系統(tǒng)以及制冷通風(fēng)系統(tǒng)，通過上述各通風(fēng)系統(tǒng)之間的合理分配以達到適應(yīng)實際施工過程中不同隧道施工環(huán)境的效果。

作為上述適用于多種環(huán)境的隧道施工通風(fēng)系統(tǒng)的進一步改進，所述制冷通風(fēng)系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、氣液分離器、壓縮機、冷凝器、干燥過濾器、熱力膨脹閥依次首尾相連，所述壓縮機與冷凝器之間延伸出一條旁路與蒸發(fā)器與熱力膨脹閥之間相連，該旁路上設(shè)有旁通電磁閥。由此向施工隧道內(nèi)通入冷空氣以降低隧道內(nèi)的溫度。

作為上述適用于多種環(huán)境的隧道施工通風(fēng)系統(tǒng)的進一步改進，所述除塵通風(fēng)系統(tǒng)為與通風(fēng)管路連通的水霧噴淋系統(tǒng)。

進一步地，所述水霧噴淋系統(tǒng)設(shè)置于通風(fēng)管路的出風(fēng)口處。所述水霧噴淋系統(tǒng)避免了水霧附著在通風(fēng)管壁上，提高了系統(tǒng)的除塵效率。

進一步地，所述水霧噴淋系統(tǒng)包括供水支路、供氣支路，所述供水支路與供氣支路匯合與氣液混合器、水霧噴嘴依次連通，所述水霧噴淋系統(tǒng)上設(shè)有顆粒物濃度檢測儀。由此構(gòu)成的水霧噴淋系統(tǒng)能夠更好的根據(jù)隧道內(nèi)的顆粒物濃度情況進行除塵。更進一步地，所述供水支路包括依次相連的水箱、水泵、水壓閥、水流量計，所述供氣支路包括依次相連的供氣通風(fēng)機、空氣壓縮機、空氣壓力閥、空氣流量計。

作為上述適用于多種環(huán)境的隧道施工通風(fēng)系統(tǒng)的進一步改進，所述增溫通風(fēng)系統(tǒng)包括依次相連的熱壓風(fēng)機、空氣加熱器、熱氣輸送機。通過該結(jié)構(gòu)能夠向施工隧道內(nèi)供給熱空氣。

作為上述適用于多種環(huán)境的隧道施工通風(fēng)系統(tǒng)的進一步改進，所述增氧通風(fēng)系統(tǒng)包括依次相連的增氧通風(fēng)機、預(yù)冷凝器、凈化器、空氣壓縮機、終冷凝器、氣動式角閥、變壓吸附器、氧氣收集罐、氧氣減壓閥、氧氣流量計，所述變壓吸附器連有氮氣收集管。上述結(jié)構(gòu)能夠增加隧道內(nèi)的氧含量。

作為上述適用于多種環(huán)境的隧道施工通風(fēng)系統(tǒng)的進一步改進，所述增氧通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置于通風(fēng)管路的中間段。增氧通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置于通風(fēng)管路的中間段更加節(jié)能，增氧效果更好。

作為上述適用于多種環(huán)境的隧道施工通風(fēng)系統(tǒng)的進一步改進，所述通風(fēng)機設(shè)置于通風(fēng)管路的進風(fēng)口處。所述通風(fēng)機設(shè)置于進風(fēng)口處更加利于外部空氣的吸入并沿通風(fēng)管路流通最后從出風(fēng)口排出。

以下通過附圖以及具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型中增溫通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型中制冷通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實用新型中增氧通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實用新型中除塵通風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型安裝于施工隧道7內(nèi)部，本實用新型適用于多種環(huán)境的隧道施工通風(fēng)系統(tǒng)，包括通風(fēng)管路6，所述通風(fēng)管路6上旁通設(shè)有四個旁通管路，其中兩個旁通管路分別設(shè)置于進風(fēng)口端，另外兩個旁通管路的其中一個設(shè)置于通風(fēng)管路6中段，另外一個設(shè)置于通風(fēng)管路6的出風(fēng)口端，通風(fēng)管路6的進風(fēng)口處設(shè)有通風(fēng)機1，兩個設(shè)置于進風(fēng)口端的旁通管路內(nèi)分別安裝有溫通風(fēng)系統(tǒng)2、制冷通風(fēng)系統(tǒng)4，所述設(shè)置于通風(fēng)管路6中段的旁通管路內(nèi)安裝有增氧通風(fēng)系統(tǒng)3，所述設(shè)置于通風(fēng)管路6的出風(fēng)口端的旁通管路內(nèi)安裝有除塵通風(fēng)系統(tǒng)5。圖1中箭頭所示的方向為空氣流通方向。

如圖2所示，所述增溫通風(fēng)系統(tǒng)2包括依次相連的熱壓風(fēng)機21、空氣加熱器22、熱氣輸送機23。

如圖3所示，所述增氧通風(fēng)系統(tǒng)3包括依次相連的增氧通風(fēng)機31、預(yù)冷凝器32、凈化器33、空氣壓縮機34、終冷凝器35、氣動式角閥36、變壓吸附器37、氧氣收集罐39、氧氣減壓閥310、氧氣流量計311，所述變壓吸附器37連有氮氣收集管38。

如圖4所示，所述制冷通風(fēng)系統(tǒng)4包括蒸發(fā)器41、氣液分離器42、壓縮機43、冷凝器44、干燥過濾器46、熱力膨脹閥47依次首尾相連，所述壓縮機43與冷凝器44之間延伸出一條旁路與蒸發(fā)器41與熱力膨脹閥47之間相連，該旁路上設(shè)有旁通電磁閥45。

如圖5所示，所述除塵通風(fēng)系統(tǒng)5為與通風(fēng)管路6連通的水霧噴淋系統(tǒng)，所述水霧噴淋系統(tǒng)設(shè)置于通風(fēng)管路6的出風(fēng)口處。所述水霧噴淋系統(tǒng)包括供水支路、供氣支路，所述供水支路與供氣支路匯合與氣液混合器59、水霧噴嘴510依次連通，所述水霧噴淋系統(tǒng)上設(shè)有顆粒物濃度檢測儀，所述供水支路包括依次相連的水箱51、水泵52、水壓閥53、水流量計54，所述供氣支路包括依次相連的供氣通風(fēng)機55、空氣壓縮機56、空氣壓力閥57、空氣流量計58。

以下為本實用新型的工作過程：

使用增溫通風(fēng)系統(tǒng)2時，熱壓風(fēng)機21將空氣集中壓入空氣加熱器22，經(jīng)加熱處理后形成熱氣，通過熱氣輸送機23高效持續(xù)地輸送到通風(fēng)管路6中，與通風(fēng)機1輸送到通風(fēng)管路6中的空氣混合，形成源源不斷的熱壓氣流，壓入隧道內(nèi)部，使隧道內(nèi)溫度上升。

使用制冷通風(fēng)系統(tǒng)4時，制冷系統(tǒng)中壓縮機43將低溫低壓氣體壓縮成高溫高壓的氣體，進入冷凝器44冷卻降溫，在干燥過濾器46中干燥過濾，再進入熱力膨脹閥47降溫降壓，之后進入蒸發(fā)器41，在通風(fēng)機1的作用下與空氣發(fā)生熱交換，快速帶走空氣的熱量，以達到將使用的空氣冷卻到所需的溫度。所述蒸發(fā)器41優(yōu)選盤管式蒸發(fā)器，所述壓縮機43優(yōu)選為旋渦壓縮機43，所述冷凝器44優(yōu)選為翅片式冷凝器。

使用增氧通風(fēng)系統(tǒng)3時，增氧風(fēng)機31將空氣壓入通風(fēng)管，先經(jīng)過預(yù)冷凝器32進行預(yù)冷處理，然后進入凈化器33凈化，除去空氣中的少量水分、二氧化碳、碳氫化合物等氣體及灰塵等雜質(zhì)，凈化后空氣主要為氮氣和氧氣。要除去混合氣體中的氮氣，將凈化后的空氣輸入空氣壓縮機34中進行壓縮，壓縮后的空氣經(jīng)過終冷凝器35進行冷卻處理，在氣動式角閥36的調(diào)控下，冷卻后的空氣以一定流量輸入變壓吸附器37，利用其中的VPSA專用分子篩吸收氮氣，在抽真空狀態(tài)下對分子篩進行解吸，將氮氣從氮氣收集管38排出，循環(huán)制得純度較高的氧氣，源源不斷地輸入到氧氣收集罐39中。在氧氣減壓閥310的調(diào)控下，可根據(jù)洞內(nèi)施工環(huán)境及作業(yè)人員的需求以一定流量將氧氣收集罐39中的氧氣輸入到隧道中，排出的氧氣流量可由氧氣流量計311即時監(jiān)測。所述術(shù)語VPSA是指變壓吸附裝置排放尾氣時是抽真空(在負壓情況下)解析，此種方式變壓吸附尾氣雜質(zhì)解析的比較徹底。

使用除塵通風(fēng)系統(tǒng)5時，除塵通風(fēng)系統(tǒng)5主要對隧道施工中洞內(nèi)的粉塵等微小顆粒進行處理，水霧噴淋系統(tǒng)上設(shè)有顆粒物濃度檢測儀，檢測儀數(shù)值超標時粉塵處理裝置得到感應(yīng)，釋放水霧對粉塵進行處理。除塵通風(fēng)系統(tǒng)啟動時，水泵52和空氣壓縮機56分別開始運輸水和空氣，水和空氣的流量分別通過水壓閥53和空氣壓力閥57調(diào)控，分別由水流量計54和空氣流量計58可以實時監(jiān)測輸送到氣液混合器59里的水和空氣的流量大小。經(jīng)氣液混合器59處理，輸送到水霧噴嘴510處形成噴霧。

使用者可以根據(jù)具體隧道施工環(huán)境決定上述各通風(fēng)系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉。比如在高寒缺氧環(huán)境，增氧通風(fēng)系統(tǒng)和增溫通風(fēng)系統(tǒng)同時啟動，可以適當提高隧道內(nèi)的溫度，增加隧道內(nèi)氧氣含量，使隧道內(nèi)的溫度和空氣質(zhì)量滿足施工人員的最低需求。在粉塵嚴重的高溫?zé)岷Νh(huán)境，制冷通風(fēng)系統(tǒng)和除塵通風(fēng)系統(tǒng)同時打開，能夠減弱粉塵的熱運動、更好地將其吸附、減少粉塵的拂揚，同時能夠適度降低隧道內(nèi)溫度及圍巖表面溫度，對施工人員的施工作業(yè)及身體健康有極大地改善作用。當施工環(huán)境較復(fù)雜，例如在高寒高海拔地區(qū)修建隧道時，隧道洞口處及距洞口100米范圍內(nèi)的圍巖溫度很低，隨著隧道的掘進，又會出現(xiàn)缺氧及熱害環(huán)境，此時需要采用先采用增溫通風(fēng)系統(tǒng)，之后采用增氧通風(fēng)系統(tǒng)以及制冷通風(fēng)系統(tǒng)，通過上述各通風(fēng)系統(tǒng)之間的合理分配以達到適應(yīng)實際施工過程中不同隧道施工環(huán)境的效果。