[发明专利]一种适用于高地温钻爆开挖隧道的可移动拱架系统及方法

说明书

本发明公开了一种适用于高地温钻爆开挖隧道的可移动拱架系统及方法，其技术方案为：包括拱架主体，拱架主体两端安装滑轮组；沿拱架主体环向间隔固定有若干能够多向喷淋的雾化喷头组；所述雾化喷头组通过软管连接供水系统。本发明可以解决传统的降温除尘方式效率低、效果差的问题，能够同时起到降温和除尘的效果。

技术领域

本发明涉及隧道工程领域，尤其涉及一种适用于高地温钻爆开挖隧道的可移动拱架系统及方法。

背景技术

近些年，我国在中西部地区开展了大量的隧道工程建设项目，该地区山岭密集，地势起伏较大，良好的公路或铁路线型将必然导致某些隧道埋深较大，而深埋隧道常常遭遇高地温问题。此外，当隧道穿越地热异常带，也会遇到高地温不良地质条件。高温环境会影响隧道内人员的认知和反应能力，降低工作效率，甚至危害人体健康，同时也会降低施工机械的工作效率。因此，为保证安全生产，我国对隧道施工作业环境的卫生标准均作出规定，例如《铁路隧道施工规范》规定隧道最高施工温度不宜超过28℃。

对于山岭隧道，钻爆法开挖是最常用的开挖方式。钻爆开挖容易造成掌子面附近灰尘聚集，严重影响施工环境。钢拱架在钻爆法开挖的隧道中应用十分广泛：当隧道围岩软弱破碎严重时(Ⅳ级软岩至Ⅵ级围岩)，其自稳能力较差，要求开挖后尽快施作刚度较大的早期支护，钢拱架可以提供较大的早期支护刚度。常用的钢拱架包括格栅钢架、工字钢钢架、钢管钢架等。

传统的降温和除尘方式包括加强隧道通风及人工洒水降温。然而，当隧道长度较大时，考虑风管的沿程损耗，需在洞口设置大功率风机，能耗较大；同时，人工洒水的方式效率低，降温效果差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种适用于高地温钻爆开挖隧道的可移动拱架系统及方法，可以解决传统的降温除尘方式效率低、效果差的问题，能够同时起到降温和除尘的效果。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种适用于高地温钻爆开挖隧道的可移动拱架系统，包括拱架主体，拱架主体两端安装滑轮组；沿拱架主体环向间隔固定有若干能够多向喷淋的雾化喷头组；所述雾化喷头组通过软管连接供水系统。

作为进一步的实现方式，所述雾化喷头组包括两个雾化喷头，两个雾化喷头安装于四通阀相对的两个阀口，其余两个阀口连接软管。

作为进一步的实现方式，所述雾化喷头安装有调节旋钮。

作为进一步的实现方式，所述拱架主体为由拱架主筋、拱架箍筋和拱架立筋组成的格栅钢架，软管通过软管夹具与拱架箍筋固定。

作为进一步的实现方式，所述供水系统包括储水箱、水泵，储水箱用于存储隧道施工供水，所述储水箱与软管之间安装水泵。

作为进一步的实现方式，所述软管一端连接供水系统，另一端通过堵头封堵。

作为进一步的实现方式，所述滑轮组通过底座安装于拱架主体底部。

第二方面，本发明实施例还提供了一种适用于高地温钻爆开挖隧道的可移动拱架系统的工作方法，包括：

架设拱架主体，且拱架主体与隧道洞身结构之间留有设定距离；

将多段软管通过雾化喷头组连接在一起，将软管通过软管夹具固定于拱架箍筋；

软管一端安装堵头，另一端连接供水系统；

启动水泵、雾化喷头，低温水被泵送至雾化喷头，以对隧道相应位置喷水。

作为进一步的实现方式，所述雾化喷头组中位于上端阀口的雾化喷头指向隧道洞身结构，位于下端阀口的雾化喷头指向工作空间，以对隧道洞身结构和隧道内空气降温。