一种用于钻爆法施工的局部封闭压入式通风除尘装置

1.本实用新型属于公路隧道施工安全保障技术领域，特别涉及一种用于钻爆法施工的局部封闭压入式通风除尘装置。


背景技术：

2.随着交通运输网规模不断扩大，长隧道建设数量快速增多，尤其是在山体较多地区，由于地形起伏原因，在这些地区修建铁路、公路为满足线型设计要求，需要修建隧道穿越山体，其中不乏长度超过3000米以上的长隧道。
3.目前，山岭隧道的施工大部分仍然采用钻爆法施工，即采用炸药定向爆破的方法，对开挖面岩石进行爆破，开挖里程不断向前方推进，这种施工开挖方法会造成隧道内产生大量的粉尘和有毒气体，如果不能有效地将粉尘的浓度控制在安全范围内，会对施工人员的健康造成极大危害。
4.目前，国内外最为通用的隧道施工除尘方法是采用压入式通风，即在隧道的洞口位置架设风机，通过与风机相连接的风管向隧道开挖面附近压入隧道洞外的新鲜空气，将开挖面附近的含粉尘量高的空气压到隧道外边。但是，对于长隧道如果还采用这种方法，风机压入风管的新鲜空气可能还未到达开挖面，动力就已经消耗殆尽，或者只有极少的新鲜空气能达到开挖面。不仅风机消耗了大量的电量，而且未达到理想的通风效果。针对上述问题，出现了很多利用斜井进行施工通风的方法，但是利用斜井通风仍然存在很多问题，包括：通风管长度过大，尤其是在隧道深埋地段；排出的含粉尘量极高的污染空气会对隧道外界大气环境造成污染。因此，目前尚没有一种既能有效通风、又能除尘环保的长隧道通风除尘装置。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种用于钻爆法施工的局部封闭压入式通风除尘装置，以解决上述存在的一个或多个技术问题。
6.为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.本实用新型的一种用于钻爆法施工的局部封闭压入式通风除尘装置，包括：
8.充气封墙，所述充气封墙设置有充气口、进气口和排气口；所述充气封墙通过所述充气口充气后，用于置于隧道内与隧道开挖面形成密闭空间；
9.压入式风机，用于通过所述进气口向所述密闭空间充气；
10.细水雾除尘设备，用于通过细水雾喷头对所述排气口的排气进行除尘。
11.进一步的，还包括：充气泵，用于通过所述充气口对所述充气封墙进行充气。
12.进一步的，所述充气封墙的边缘设置有外缘凹槽。
13.进一步的，所述充气口设置有自动密闭装置。
14.进一步的，所述自动密闭装置包括：软塞和重锤；所述软塞通过第一连接栓铰接于所述充气口的上边缘；所述重锤通过第二连接栓铰接在所述软塞上。
15.进一步的，还包括：集气漏斗，所述集气漏斗设置于所述排气口的进气端；其中，所述排气口的进气端为靠近所述隧道开挖面的一端，所述排气口的出气端为远离所述隧道开挖面的一端。
16.进一步的，所述细水雾除尘设备包括：净化管道和输水管道；所述净化管道安装于所述排气口的出气端；所述输水管道的进水端设置有进水口，用于与水源相连通；所述输水管道的出水端设置于所述净化管道内，所述输水管道的出水端设置有多个出水口，每个出水口均设置有细水雾喷头；所述输水管道设置有水泵。
17.进一步的，所述净化管道为采用硬质pvc塑料制做成的管道。
18.进一步的，所述输水管道为采用不锈钢制做成的管道。
19.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
20.本实用新型的长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置，装置主要应用在采用钻爆法施工的隧道开挖面附近，用于清除钻爆施工在开挖面附近产生的粉尘，保证隧道内空气不会对施工人员造成危害。本实用新型的整个装置安装完成后，可以沿隧道横断面形成一个封闭隧道的墙体，将隧道分割成两个区段。其中，开挖面前方预定长度的区段被隔离成几个局部封闭的空间，通过进风口向该空间内不断压入新鲜空气，将内部含粉尘量高的空气通过出风口压出到该局部封闭空间外部，在出风孔连接细水雾除尘装置，对含粉尘量高的空气进行降尘净化后，排入到该局部封闭空间外部。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置的整体结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置的充气封墙在隧道内充气完成后的正视示意图；
24.图3是本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置的充气封墙充气完成后的正视示意图；
25.图4是本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置的充气封墙在充气完成后的竖向剖面示意图；
26.图5是本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置的充气封墙在充气完成后的俯视示意图；
27.图6是本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置的压入式风机示意图；
28.图7是本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置的细水雾除尘设备结构示意图；
29.图8是本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置的细水雾除尘设备俯视示意图；
30.图9是本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置的细水雾除尘设备的净化管道轴向示意图；
31.图10是本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置的细水雾除尘设备的细水雾喷头和输水管道轴向示意图；
32.图11是本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置的充气泵示意图；
33.图12是本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置的充气封墙的充气口未充气时纵向剖面示意图；
34.图13是本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置的充气封墙的充气口充气时纵向剖面示意图；
35.图14是本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置的充气封墙的充气口闭气口轴向示意图；
36.图1至图14中，
37.1、充气封墙；1
‑
1、进气口；1
‑
2、排气口；1
‑
3、外缘凹槽；1
‑
4、封墙墙体；1
‑
5、充气口；1
‑5‑
1、充气孔管道；1
‑5‑
2、软塞；1
‑5‑
3、重锤；1
‑5‑
4、第一连接栓；1
‑5‑
5、第二连接栓；1
‑5‑
6、连接孔；1
‑
6、集气漏斗；
38.2、细水雾除尘设备；2
‑
1、供水箱；2
‑
2、水泵；2
‑
3、输水管道；2
‑
4、净化管道；2
‑
5、细水雾喷头；2
‑
6、净化管道支架；2
‑
7、水泵支架；2
‑
8、细水雾；
39.3、压入式风机；3
‑
1、压入式风机主机；3
‑
2、压入式风机风管；3
‑
3、压入式风机主机支架；3
‑
4、压入式风机底座；
40.4、充气泵；4
‑
1、充气泵主机；4
‑
2、充气泵风管；4
‑
3、充气泵支架；
41.5、隧道初支；
42.6、隧道二次衬砌；
43.7、隧道开挖面。
具体实施方式
44.为使本实用新型实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例。基于本实用新型公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
45.请参阅图1，本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置，包括：充气封墙1、细水雾除尘设备2、压入式风机3、充气泵4等四个主要部分。当隧道开挖面7在完成一次爆破时，将未充气的充气封墙1设置于在隧道初支5上已经施做好的隧道二次衬砌6最接近开挖面一端，采用充气泵4对充气封墙1进行快速充气，充气封墙1不断膨胀，当充气封墙1内部充满气体后，边缘的外缘凹槽1
‑
3会与隧道二次衬砌6的内轮廓紧密相贴，将隧道开挖面7和最接近的隧道二次衬砌6之间的形成一个封闭空间，将爆破开挖造成的高含粉尘量空气隔离在一个局部封闭空间内。
46.请参阅图2至图5以及图12至图14，本实用新型实施例中，充气封墙1包括封墙墙体
1
‑
4；封墙墙体1
‑
4设置有进气口1
‑
1、排气口1
‑
2和充气口1
‑
5；封墙墙体1
‑
4的外部边缘设置有外缘凹槽1
‑
3。可选的，充气口1
‑
5设置有充气孔管道1
‑5‑
1。充气孔管道1
‑5‑
1的边缘上部通过第一连接栓1
‑5‑
4铰接有软塞1
‑5‑
2，软塞1
‑5‑
2上通过第二连接栓1
‑5‑
5铰接设置有重锤1
‑5‑
3。其中，所述软塞1
‑5‑
2上设置有连接孔1
‑5‑
6，第二连接栓1
‑5‑
5置于所述连接孔1
‑5‑
6内。所述排气口1
‑
2的进气端设置有集气漏斗1
‑
6。所述排气口1
‑
2的进气端为靠近所述隧道开挖面的一端，所述排气口1
‑
2的出气端为远离所述隧道开挖面的一端。
47.本实用新型实施例中，充气封墙可进行快速充气膨胀和快速放气压缩，在进行充气膨胀完成后，会形成一道沿隧道横断面垂直于隧道纵轴线的封墙，将隧道开挖面至隧道二次衬砌最接近开挖面的位置封闭，形成一个较小的封闭空间。充气封墙采用高强度柔软尼龙材料制成，其侧面留有充气孔、进气孔、排气孔。充气孔用来向充气封墙内快速充气，进气孔用来向封闭空间压入新鲜空气，排气孔用来将封闭空间内的污染气体排出。充气封墙的外边缘设计成凹槽型，充气封墙完成冲气后，可以与表面光滑的隧道二次衬砌紧密贴合，达到相对密封的效果。当充气封墙充气完成时，出气口的自动闭气装置可以将充气封墙内的气体封闭在充气封墙里面。
48.请参阅图6，本实用新型实施例中，所述压入式风机3包括：压入式风机主机3
‑
1和压入式风机风管3
‑
2；压入式风机主机3
‑
1的出风口通过压入式风机风管3
‑
2与进气口1
‑
1相连通，所述压入式风机主机3
‑
1通过压入式风机主机支架3
‑
3设置于压入式风机底座3
‑
4上。可选的，所述压入式风机底座3
‑
4设置于预设的沿隧道铺设的轨道上。
49.请参阅图7至图11，本实用新型实施例中，细水雾除尘设备2包括依次连通的供水箱2
‑
1、水泵2
‑
2、输水管道2
‑
3、净化管道2
‑
4、净化管道支架2
‑
6和水泵支架2
‑
7；所述输水管道2
‑
3的出水口设置有细水雾喷头2
‑
5，用于喷出细水雾2
‑
8。
50.本实用新型实施例中，充气泵4包括充气泵主机4
‑
1、充气泵风管4
‑
2和充气泵支架4
‑
3。
51.本实用新型实施例中，将充气封墙的进气口与压入式风机通过柔性通风管相连，压入式风机可沿隧道移动，随着掌子面的开挖，不断向前移动，在对开挖施工不造成干扰的前提下，放置在最接近开挖面的位置。然后将充气封墙的出风管与细水雾除尘设备相连，并打开细水雾除尘设备，再打开压入式风机，通过压入式风机将局部封闭空间外的新鲜空气不断从局部封闭空间的顶部压入到局部封闭空间内，将局部封闭空间内的含粉尘量高的气体从充气封墙的下部排气口压出到。细水雾除尘设备的细水雾除尘通道中，通道中有多道径向细水雾，当含粉尘量高的气体从细水雾除尘通道通过时，空气中含有的粉尘颗粒会被细水雾裹挟并在重力作用下降落到细水雾除尘通道的下部内表面，沿着向外倾斜一定角度的细水雾除尘通道的下部内表面流出，含粉尘颗粒的污水通过排水边沟排走。
52.本实用新型实施例中，细水雾除尘设备可对充气封墙的出风口压出含粉尘污染气体进行净化，将空气中的粉尘除掉。细水雾除尘设备主要分为净化管道、细水雾喷头、输水管道、水泵、供水箱等五部分。净化管道是采用硬质pvc塑料制做成的管道，出气口位置的环向半径大于进气口，主要用来作为含粉尘污染气体的通道和净化场所，细水雾喷头可以环向360度沿净化管道径向喷射高压细水雾，细水雾可将将含粉尘污染气体中的粉尘裹挟并沉降到空气净化管的下部，随水流从空气净化管的出口流出。输水管道连接水泵和细水雾喷头，用来向细水雾喷头输水。水泵从水箱中抽水，通过输水管道向细水雾喷头供水。水箱
用来向水泵供水。
53.本实用新型实施例中，压入式风机用来向局部封闭空间输入新鲜空气。压入式风机放置在距离充气封墙最近又对施工影响较小的地方，可以随着隧道的开挖向前推进，沿隧道纵向进行向前移动，通过将充气封墙外部的新鲜空气压入到充气封墙内，将充气封墙内的污染空气排出。
54.本实用新型实施例中，充气泵用来向充气封墙内充气，使充气封墙膨胀。当需要使用充气封墙时，充气泵出气管道与充气封墙的充气口连接，打开充气泵，便可向充气封墙内充气。
55.请参阅图1至图14，本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置，主要包括：充气封墙1、细水雾除尘设备2、压入式风机3、充气泵4；其中，充气封墙1不使用时放气压缩，当应用时，将充气泵4的充气泵风管4
‑
2与充气口1
‑
5连接，充气完成后沿隧道横断面形成一道封闭隧道的封墙。充气完成后，直接移除充气泵4即可，因为充气封墙1的充气口1
‑
5安装有软塞1
‑5‑
2，当充气时，软塞1
‑5‑
2会因为充气泵4输出的风流带动下而打开，当不充气时，软塞1
‑5‑
2会在重锤1
‑5‑
3的重力作用下，自动关闭充气口1
‑
5。
56.充气封墙1的弧形外边缘可以与隧道二次衬砌紧密相贴。然后将充气封墙1的进气口1
‑
1与压入式风机风管3
‑
2连接、排气口1
‑
2与细水雾除尘设备2的净化管道2
‑
4连接。最后，打开压入式风机3和细水雾除尘设备2，便可开始对隧道开挖面附近的污染空气进行除尘。
57.本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置，细水雾除尘设备2在安装并打开水泵4后，供水箱2
‑
1内的水便被水泵4经输水管道2
‑
3输送到细水雾喷头2
‑
5；细水雾喷头2
‑
5将水以细水雾的方式在净化管道2
‑
4内环向喷出，对从充气封墙1的排气口1
‑
2排出的含粉尘气体进行净化。
58.本实用新型实施例的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置，压入式风机3打开后，通过充气封墙1的进气口1
‑
1，将充气封墙1外部的新鲜空气不断输入到充气封墙1与隧道开挖面7之间的空间，该封闭空间内的气压增大，将内部含粉尘的污染气体从充气封墙1
‑
1的排气口1
‑
2排出。
59.本实用新型的一种长隧道钻爆法施工局部封闭压入式通风除尘装置，由充气封墙、细水雾除尘设备、压入式风机、充气泵四个主要部分构成，可以在采用钻爆法施工的长隧道开挖施工期间，爆破开挖产生的粉尘污染气体通过细水雾进行净化，给施工人员营造一个良好的施工作业环境，保障施工人员的身体不受污染气体侵害。在隧道开挖面爆破后第一时间将设备布设完成，进行空气净化，当净化完成后，将设备收起，进行其他工序施工。设备可以随着隧道开挖面的向前推进，不断跟进。这样可以避免长隧道在开挖距离较长时，从隧道洞口或竖井进行施工换气通风距离过长导致的风速损失。最后，该装置整体构造简易，如果投入制造，费用主要消耗在细水雾除尘设备和充气封墙两方面，压入式风机可以采用常规的隧道施工通风风机。
60.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本实用新型的权利要求保护范围之内。