一种隧道施工预防瓦斯积聚设施论文和设计-周金邦

全文摘要

本实用新型公开了一种隧道施工预防瓦斯积聚设施，包括有三叉形风管，三叉形风管由第一进风管、第二进风管以及排风管组成，第一进风管和第二进风管均与隧道施工的高压风管连接，第一进风管和第二进风管上各装有1个球阀，第一进风管或第二进风管上还安装有安全阀，所述高压风管从隧道口向隧道内铺设，其头端与隧道口外部的空压机连接。本实用新型可以在特殊情况下降低瓦斯隧道内瓦斯浓度，达到消除安全隐患、保证施工进度、节约成本、保障生命和财产安全的目的。通过现场使用情况，可以及时将洞内瓦斯浓度降低，消除安全隐患，而且成本低、使用方便快捷、不易损坏、抗震动和污染能力强，取得了很好的经济效益。

主设计要求

1.一种隧道施工预防瓦斯积聚设施，其特征在于：包括有三叉形风管（1），三叉形风管（1）由第一进风管（2）、第二进风管（3）以及排风管（4）组成，第一进风管（2）和第二进风管（3）均与隧道施工的高压风管（5）连接，第一进风管（2）和第二进风管（3）上各装有1个球阀（6），第一进风管（2）或第二进风管（3）上还安装有安全阀（7），所述高压风管（5）从隧道口向隧道内铺设，其头端与隧道口外部的空压机连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的隧道施工预防瓦斯积聚设施，其特征在于：所述排风管（4）与安装在隧道拱顶上的风流扩散器（8）连接。

3.根据权利要求1所述的隧道施工预防瓦斯积聚设施，其特征在于：所述三叉形风管（1）固定在隧道初支表面。

4.根据权利要求2所述的隧道施工预防瓦斯积聚设施，其特征在于：所述风流扩散器（8）为淋浴喷头结构，其开口朝向隧道掌子面。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种隧道施工预防瓦斯积聚设施，属于隧道施工技术领域。

背景技术

在贵州省黔西至大方高速公路第五合同段六龙隧道（长度1308m,高瓦斯隧道）、贵州省毕节至云南镇雄高速公路第一合同段大寨隧道（长度4000m,高瓦斯隧道）和重庆南川至两江新区高速公路第NL4合同段春天门隧道（长度6470m,低瓦斯隧道）的施工过程中，因为公路隧道都是埋于地下的构筑物，而且大多采用暗挖法施工，工作面单一，公路隧道内的瓦斯一般通过压入式通风的方式排出。隧道内瓦斯浓度的大小除了与客观地质原因有关外，关键的是风机的大小、风筒布的大小和完好程度、通风量是否能够满足排出瓦斯的要求。在公路隧道的施工过程中，有几种情况隧道风机是必须停止运转的。一是随着掌子面的掘进，风筒布必须接长，一旦接长风筒布，风机必须停止运转；二是在公路隧道施工过程中，风筒布破损更换风筒布时，风机必须停止运转；三是遇到故障，维修、更换时，风机必须停止运转；四是下导坑放炮或者二衬台车行走时，都要求风机停止运转。一旦风机停止运转，整个隧道将没有新鲜空气输入，瓦斯会马上积聚，造成很大的安全隐患。

经研究发现，瓦斯隧道施工关键就是降低洞内瓦斯浓度，瓦斯浓度的降低只有通过在洞口供入新鲜的空气来稀释，而一旦风机停止运转将没有新鲜空气进入隧道，隧道瓦斯就会马上积聚，留下安全隐患。目前，瓦斯隧道大多采用双风机双电源的方式来轮流通风，从而保证隧道内能24小时供风。但是，就算施工时采用了双风机双电源，风机停止运转的情况也是不可避免的。而且，一旦洞内积聚了大量的瓦斯，人员是不敢随便进入隧道的，必须要先通风降低瓦斯浓度后才能进入，如果再遇到风筒布损坏或者风机损坏，谁也不敢随便进入隧道检查瓦斯浓度情况。如何才能降低瓦斯浓度，消除安全隐患呢。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种隧道施工预防瓦斯积聚设施。该设施能够快速降低瓦斯浓度，消除安全隐患，而且结构简单、不易损坏、使用方便、成本低。

本实用新型的技术方案：一种隧道施工预防瓦斯积聚设施，包括有三叉形风管，三叉形风管由第一进风管、第二进风管以及排风管组成，第一进风管和第二进风管均与隧道施工的高压风管连接，第一进风管和第二进风管上各装有1个球阀，第一进风管或第二进风管上还安装有安全阀，所述高压风管从隧道口向隧道内铺设，其头端与隧道口外部的空压机连接。

前述的隧道施工预防瓦斯积聚设施，所述排风管与安装在隧道拱顶上的风流扩散器连接。

前述的隧道施工预防瓦斯积聚设施，所述三叉形风管固定在隧道初支表面。

前述的隧道施工预防瓦斯积聚设施，所述风流扩散器为淋浴喷头结构，其开口朝向隧道掌子面。

本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型通过设置有三叉形风管，并在其上的2根进风管上分别设置球阀和安全阀，正常施工过程中，关闭安全阀所在进风管上的球阀，另外一根进风管的球阀打开，即可将新鲜空气送到隧道掌子面，稀释瓦斯，降低瓦斯浓度，避免瓦斯积聚。当隧道长期停工时，安全阀所在进风管上的球阀打开，另外一根进风管的球阀关闭，当隧道内部瓦斯浓度超标时，开启洞口的空压机，在风压的作用下，安全阀自动打开，就可以向掌子面供风，从而达到稀释瓦斯，降低瓦斯浓度的目的。

本实用新型可以在特殊情况下降低瓦斯隧道内瓦斯浓度，达到消除安全隐患、保证施工进度、节约成本、保障生命和财产安全的目的。通过现场使用情况，可以及时将洞内瓦斯浓度降低，消除安全隐患，而且成本低、使用方便快捷、不易损坏、抗震动和污染能力强，取得了很好的经济效益。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图；

附图2为附图1的侧面结构示意图。

附图标记：1-三叉形风管，2-第一进风管，3-第二进风管，4-排风管，5-高压风管，6-球阀，7-安全阀，8-风流扩散器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

本实用新型的实施例：一种隧道施工预防瓦斯积聚设施，如附图1-2所示，包括有三叉形风管1，三叉形风管1由第一进风管2、第二进风管3以及排风管4组成，第一进风管2和第二进风管3均与隧道施工的高压风管5连接，第一进风管2和第二进风管3上各装有1个球阀6，第一进风管2或第二进风管3上还安装有安全阀7。如图所示，本实施例采用在第一进风管2上安装有球阀6和安全阀7，而第二进风管3上仅安装有球阀6的形式。高压风管5利用隧道施工的高压风管即可，三叉形风管1采用市场购买的无缝钢管加工而成，直径50～90mm均可。并将在市场上购买的球阀、安全阀安装到三叉形风管1上。具体布置情况如图1和2所示。所述高压风管5从隧道口向隧道内铺设，其头端与隧道口外部的空压机连接。

使用前，开启洞口风机送入高压风，关闭第一进风管2上的球阀6,开启第二进风管3上的球阀6，检查三叉形风管1通风情况，是否有漏风现象；然后关闭第二进风管3上的球阀6，第一进风管2上的球阀6，检查安全阀7是否能正常工作。一切设备均正常后，即可投入使用。

具体使用操作步骤：

1、在接长和更换风筒布、维修和保养风机等需要关停风机运转前，在洞口打开空压机，通过高压风管5向隧道内供风，关闭第一进风管2上的球阀6，打开第二进风管3上的球阀6，把新鲜空气通过高压风管5经第二进风管3送至排风管4，最终从排风管4尾端排出送到隧道掌子面，稀释瓦斯，降低瓦斯浓度，避免瓦斯积聚。

2、在瓦斯隧道掌子面长期停工、掌子面没有正常通风，掌子面又有瓦斯积聚而人员无法进入的时候。在这种特殊情况下，停工前关闭第二进风管3上的球阀6，打开第一进风管2上的球阀6。一旦洞内瓦斯浓度超标，人员无法进入时，可以通过开启洞口空压机，把新鲜空气通过高压风管5送至三叉形风管1中，在风压的作用下，第一进风管2上的安全阀7自动打开，风力从高压风管5经第一进风管2送至排风管4，最终从排风管4排出，就可以向掌子面供风，从而达到稀释瓦斯，降低瓦斯浓度的目的。

所述排风管4与安装在隧道拱顶上的风流扩散器8连接。风流扩散器8可以快速地将送入的新鲜控制扩散至整个隧道中，而且安装在拱顶上，方便风力由上至下快速喷出，达到稀释瓦斯，降低瓦斯浓度的目的。

所述三叉形风管1固定在隧道初支表面。可以采用膨胀螺丝或者直接焊接固定在初支拱架上。保证设施的牢固。

所述风流扩散器8为淋浴喷头结构，其开口朝向隧道掌子面。风流扩散器8利用5mm厚的钢板加工成扁平喇叭形状，喇叭口朝向隧道掌子面，在喇叭口位置封闭一块5mm厚的铁板，在铁板上打孔，孔径约2mm，孔中心点间距约5mm即可。将风流扩散器8利用固定锚固螺栓或锚杆固定在隧道中心顶上，并与三叉形风管1连接。

设计图

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