[发明专利]一种长距离隧道施工用通风监控系统及监控方法

说明书

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，尤其是涉及一种长距离隧道施工用通风监控系统及监控方法。

背景技术

溆怀高速关虎冲隧道位于湖南省怀化市辰溪县境内，为双洞单向四车道交通隧道，设计速度为100Km/h，左线全长4918m，右线全长4970m，隧道纵坡为单坡，溆浦端洞口设计高程为287m～289m，怀化端洞口设计高程为196m，洞内设5个车行横洞且间距约800m，整个隧道中间未设措施斜井或竖井。关虎冲隧道采用分别从两端上下行线独头掘进到分界里程的施工方案，溆浦端最远独头掘进2560m，怀化端最远独头掘进2410m。根据洞身围岩性质及其成分推测，隧道围岩内可能产生有害气体(如瓦斯)。

隧道施工通风不同于公路隧道运营通风，运营通风是隧道已经贯通并处于正常使用阶段，一般形成贯穿风流，形成比较固定的通风设施及控制设备，并且通风风量及通风阻力变化较小，便于通风日常管理与设备维护。而施工通风是在隧道掘进期间，通风设施随施工进度而不断变换，通风阻力不断增加，通风效率降低、漏风情况严重，因此要求通过控制风机工况点来适应不断变化的通风条件，实现洞内外空气交换的目的。长距离隧道施工通风相对于运营期间通风而言，面临着掘进施工面不断推进、需风量动态变化、通风强度大以及通风系统设施安装、维护与保养困难等问题，特别是特长距离隧道独头掘进施工期间问题尤为突出。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、设计合理、安装及使用简便且使用效果好、能满足长大隧道施工过程中掌子面不断向前推进的通风需求的长距离隧道施工用通风监控系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种长距离隧道施工用通风监控系统，其特征在于：包括一个布设于所施工隧道的隧道洞口外侧的轴流式通风机、一个布设于当前所施工掌子面后侧的射流风机、位于当前所施工掌子面后侧的可移动式监测装置和通过通讯电缆与所述可移动式监测装置相接的上位监测装置，所述可移动式监测装置包括对有害气体浓度、粉尘浓度与风速进行实时检测的检测装置和供检测装置安装的可移动式安装架；所施工隧道的长度大于500m；所述射流风机位于所施工隧道的隧道洞内且射流风机安装在移动式风机安装架上；所述隧道洞内布设有与轴流式通风机的送风口相接的风管，所述风管沿所施工隧道的延伸方向由后至前布设，所述风管前端与当前所施工掌子面之间的距离为d3，其中d3＝30m～100m；所述射流风机位于风管的前端后侧，所述射流风机与风管前端之间的间距d1＝60m～90m；所述移动式风机安装架包括第一支撑架体和多个安装在所述第一支撑架体底部的第一行走轮，所述射流风机安装在所述第一支撑架体上；所述可移动式安装架包括第二支撑架体和多个安装在所述第二支撑架体底部的第二行走轮，所述检测装置安装在所述第二支撑架体上。

上述一种长距离隧道施工用通风监控系统，其特征是：所述可移动式监测装置还包括布设在所述第二支撑架体上的无线通信模块一，所述无线通信模块一与检测装置相接，所述上位监测装置与无线通信模块二相接，所述检测装置通过无线通信模块一和无线通信模块二与所述上位监测装置进行双向通信。

上述一种长距离隧道施工用通风监控系统，其特征是：所述上位监测装置包括对检测装置所检测信息进行采集的前端采集装置和与所述前端采集装置相接的上位机，所述前端采集装置与检测装置之间通过所述通讯电缆进行连接，所述前端采集装置与上位机之间通过串行通信接口连接。

上述一种长距离隧道施工用通风监控系统，其特征是：所述检测装置包括风速检测仪、对有害气体浓度进行实时检测的气体浓度传感器和对粉尘浓度进行实时检测的粉尘浓度传感器，所述风速检测仪、所述气体浓度传感器和所述粉尘浓度传感器均与数据收发器相接，所述数据收发器通过所述通讯电缆与所述前端采集装置相接。

上述一种长距离隧道施工用通风监控系统，其特征是：所述轴流式通风机与所述隧道洞口之间的间距d2＝20m～50m；所述轴流式通风机安装在水平安装架上，所述水平安装架固定在所述隧道洞口外侧且其高度为3m～4m；所述第二支撑架体的高度为1.5m～2m。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、实现方便且使用效果好、能自动动态调整洞内通风量、通风效果不受掘进施工面推进进度影响的长距离隧道施工用通风监控方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、轴流式通风机安装：对所施工隧道进行开挖之前，在隧道洞口外侧安装一个轴流式通风机；