1.本发明为隧道工程通风施工技术领域，具体涉及一种竖井辅助平行中导洞超前双主洞的 巷道式通风方法。
背景技术：2.隧道施工通风不仅仅是作为排除隧道内粉尘和有害气体的技术手段，对隧道工程建设的 全产业链都有重要影响。同时在大长隧道的建设周期中，为了缩短建设周期，通常在双主洞 之间设置平行导洞，借助平行导洞的快速掘进的优势，通过车行横洞辅助双主洞快速施工， 高峰期组织多个掌子面同时掘进，即“长隧短打”的施工方法。平行导洞施工期间可以辅助 正洞，运营期间可以作为应急救援通道使用。例如新疆某22.13km级三洞隧道采用了“3洞4 竖井”设计方案，其中平行导洞采用tbm工法掘进，利用平行导洞tbm快速超前的优势通 过车行横洞辅助左线正洞、右线正洞钻爆法快速施工。
3.随着洞内多个掌子面同时掘进，独头掘进的距离不断的增加，掌子面距离洞口最大长度 达10km以上，高峰期掌子面施工中产生的爆破烟尘、汽车尾气、喷射混凝土粉尘等有毒有 害气体无法排出，危害隧道施工人员的身心健康，影响施工效率，因此施工通风是长大隧道 施工必须解决的重要问题，也是重点关注的焦点问题。
4.结合某三洞隧道，该隧道采用“3洞+4竖井”设计方案，最大独头通风距离达11km，高 峰期多个掌子面同时施工，新开辟的主洞多个掌子面的物料运输通过1.6km的中导分流至左 线正洞、右线正洞，与靠近洞口方向的2个掌子面物料运输一并运输至洞外。利用平行导洞 1.6km外至洞口的中导洞作为压风“巷道”，利用通风竖井的“烟囱”效应，借助联络风道 及通风竖井为排烟“巷道”，将高峰期多个掌子面的污浊空气抽排至井外，成功解决了隧道 高峰期多个掌子面掘进排烟时间长、通风困难和隧道内排污不彻底的技术难题。
技术实现要素：5.本发明所解决的技术问题是一种通风竖井辅助平行中导洞超前双主洞的巷道式施工通风 方法，利用通风竖井的“烟囱”效应和中导洞为“巷道”的压入式通风方式解决长大隧道独 头掘进高峰期多个掌子面掘进排烟时间长、通风困难和隧道内排污不彻底的技术难题。
6.本发明通过下述技术方案实现：
7.一种竖井辅助平行中导洞超前双主洞的巷道式通风方法，隧道包括依次设置的右线正洞、 中导洞、左线正洞，右线正洞、中导洞和左线正洞相平行，包括以下步骤：
8.步骤1：借助已经施工完成的中导洞为巷道，自洞口至左线正洞钻爆法掌子面、右线正 洞的钻爆法掌子面设置有n组横洞；
9.步骤2：在巷道中设置无污浊通道，在无污浊通道中放置有多个分别给中导洞、左线正 洞和右线正洞压入新鲜风的轴流风机；
10.步骤3：通风竖井底部设有两条分别与左线正洞和右线正洞连通的第一风道。能够
有效 将左线正洞和右线正洞的多个掌子面的污浊空气抽排至井外。
11.进一步地，步骤2还包括以下子步骤：
12.步骤2.1：自洞口至左线正洞钻爆法掌子面、右线正洞的钻爆法掌子面设置有n组横洞， 在靠近洞口的n-1组横洞设置第一封闭门，在第n个横洞与洞口之间的中导洞设置第二封闭 门；
13.步骤2.2：将第一轴流风机和第二轴流风机分别通过第二风管、第三风管穿过第一封闭门 给左线正洞和右线正洞压入新鲜风，将两个第三轴流风机分别通过两个第四风管穿过第二封 闭门给中导洞压入新鲜风；
14.步骤2.3：两个第四风管通过引流风管连接，引流风管的两端分别设有转向盘，转向盘的 初始状态是覆盖引流风管的端口，转向盘与控制装置连接。启动两个第三轴流风机时，转向 盘两侧检测风力的相差值大于预设阈值时，则驱动转向盘进行转动，直至两侧风力的相差值 小于预设阈值为止，防止其中一个第三轴流风机因故障无法出风时，另一个第三轴流风机能 够保持两个第四风管能够进行出风，避免在维修第三轴流风机时，洞内的有毒有害气体堆积， 使得危害工作人员的身体健康。
15.进一步地，在步骤2.2之前还有以下步骤：
16.步骤2.2.1：根据洞内同时工作的最多人数计算，计算出每分钟供给3立方米的新鲜空气；
17.步骤2.2.2：按爆破规定时间内将工作面的有害气体排出，每千克炸药爆破后可产生折合 成40l的一氧化碳气体；
18.步骤2.2.3：若洞内使用柴油机，可按每千瓦每分钟4立方米风量计算，并与同时工作的 人员所需的通风量相加；
19.步骤2.2.4：根据上述数据通过公式计算最大需风量后进行通风工作。
20.根据公式vp＝v
p
×m×
k，《水利水电工程施工手册》内右记载，式中vp-施工人员需风量， v
p-隧道内每人需风量，m-同时作业最多人数，k-风量备用系数；避免传入的风量不足，导致 施工人员的安全问题。
21.进一步地，还包括以下步骤：
22.步骤4：两个第四风管分别连通有至少两个分流风管，每个分流风管分别穿过横洞置于 不同的掌子面区域；
23.步骤5：每个掌子面的区域内安装有风速仪，根据掌子面的回风速度的大小调节风门来 满足新开辟掌子面的需风量；
24.步骤6：在右线正洞和左线正洞上的多个掌子面上间隔一定距离安装有射流风机，经通 风竖井的第一风道抽排至井外。
25.进一步地，根据每个掌子面的施工完成情况来不断地向前掘进，掘进的同时将洞内的设 备移动至下一个横洞对应的位置，同时采取相应的无污浊通道封闭措施。
26.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
27.1、本发明通过设置第一风道，能够有效将左线正洞和右线正洞的多个掌子面的污浊空气 抽排至井外，可有效的解决中导洞辅助左线正洞、右线正洞多个掌子面施工过程中所产生的 爆破烟尘、汽车尾气等有毒有害气体无法排出的施工通风技术难题，提高了隧道施工效率、 有利于施工人员的身心健康。
28.2、本发明通过设置转向盘，避免在维修第三轴流风机时，洞内的有毒有害气体堆积，使 得危害工作人员的身体健康。
29.3、本发明充分利用中导洞为压风“巷道”、通风竖井的第一风道产生的“烟囱”效应为 排风“巷道”，解决山岭长大隧道施工通风的技术难题。
30.4、本发明通过在新开辟掌子面的风管处设置可调节风量大小的风门，根据台车上安装有 风速仪测定的回风速度，动态调整新开辟掌子面风量的大小，灵活可靠，节约电费，减少资 源浪费。
附图说明
31.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不 构成对本发明实施例的限定。在附图中：
32.图1本发明实施例整体结构示意图；
33.图2平行中导洞通过车行横洞与左线正洞、右线正洞风管布置图；
34.图3通风竖井底部设置联络风道与右线正洞连接图；
35.图4通风竖井底部设置联络风道与左线正洞连接图；
36.图5新开辟掌子面风管“三通”处风门实例图。
37.附图中标记及对应的零部件名称：
38.1-左线正洞；2-中导洞；3-右线正洞；4-射流风机；5-横洞；6-第一封闭门；7-第四风管； 8-左线正洞的钻爆法掌子面；9-右线正洞的钻爆法掌子面；10-第一掌子面；11-风门；12-第 二掌子面；13-第三掌子面；14-三通；15-风速仪；16-第四掌子面；17-中导洞掌子面；18-通 风竖井；19-第一风道；20-第二风管；21-第三风管；22-分流风管；24-第一轴流风机；25-第 二轴流风机；26-第三轴流风机；27-第二封闭门；28-引流风管；29-转向盘。
具体实施方式
39.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明 作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本 发明的限定。
40.实施例：
41.如图1至图5所示，本发明包括隧道内依次设置的右线正洞3、中导洞2、左线正洞1， 右线正洞3、中导洞2和左线正洞1相平行，包括以下步骤：步骤1：借助已经施工完成的中 导洞2为巷道，自洞口至左线正洞钻爆法掌子面8、右线正洞3的钻爆法掌子面设置有n组 横洞5；步骤2：在巷道中设置无污浊通道，在无污浊通道中放置有多个分别给中导洞2、左 线正洞1和右线正洞3压入新鲜风的轴流风机步骤3：通风竖井18底部设有两条分别与左线 正洞1和右线正洞3连通的第一风道19，利用竖井贯通后的“烟囱”效应，将多个掌子面的 污浊空气抽排至井外。步骤2还包括以下子步骤：步骤2.1：在靠近洞口的n-1组横洞5设置 第一封闭门6，在第n个横洞5与洞口之间的中导洞2设置第二封闭门27；步骤2.2：将第一 轴流风机24和第二轴流风机25分别通过第二风道20、第三风道21穿过第一封闭门6给左 线正洞1和右线正洞3压入新鲜风，将两个第三轴流风机26分别通过两个第四风道7穿过第 二封闭门27给中导洞2压入新鲜风；步骤2.3：两个第四风道7通过引流风管28连接，引流 风管28的两
端分别设有转向盘29，转向盘29的初始状态是覆盖引流风管28的端口，转向 盘29与控制装置连接，在步骤2.2之前还有以下步骤：步骤2.2.1：根据洞内同时工作的最多 人计算，计算出每分钟供给3立方米的新鲜空气；步骤2.2.2：按爆破规定时间内将工作面的 有害气体排出，每千克炸药爆破后可产生折合成40l的一氧化碳气体；步骤2.2.3：若洞内使 用柴油机，可按每千瓦每分钟4立方米风量计算，并与同时工作的人员所需的通风量相加； 步骤2.2.4：根据上述数据通过公式计算最大需风量后进行通风工作，还包括以下步骤：步骤 4：两个第四风道7分别连通有至少两个分流风管22，每个分流风管22分别穿过横洞5置于 不同的掌子面区域；步骤5：每个掌子面的区域内安装有风速仪15，根据掌子面的回风速度 的大小调节风门11来满足新开辟掌子面的需风量；步骤6：在右线正洞3和左线正洞1上的 多个掌子面上间隔一定距离安装有射流风机4，经通风竖井18的第一风道19抽排至井外， 根据每个掌子面的施工完成情况来不断地向前掘进，掘进的同时将洞内的设备移动至下一个 横洞5对应的位置，同时采取相应的无污浊通道封闭措施，还包括新开辟第一掌子面10、第 二掌子面12、第三掌子面13和第四掌子面16，第一掌子面10、第二掌子面12、第三掌子面13和第四掌子面16分别与中导洞2之间的横洞5处安装射流风机4，将所述的第一掌子面 10、第二掌子面12、第三掌子面13和第四掌子面16的污浊空气抽排放至已经施工完成二衬 的左线正洞1、右线正洞3内，借助左线正洞1、右线正洞3洞的洞顶间隔安装的射流风机4 经通风竖井18的联络风道抽排至井外。
42.第一封闭门处各安装1组大功率轴流风机，借助已经施工完成的中导洞2为巷道，通过 风道向左线正洞1的洞口钻爆法掌子面、左线正洞1的洞口钻爆法掌子面压入新鲜风。
43.在靠近第n个横洞5封闭门处安装2组大功率轴流风机，借助已经施工完成的中导洞2 为巷道，通过风道直接向中导洞掌子面17压入新鲜风，通过在第四风道7上设置“三通14
”ꢀ
向新开辟的掌子面压入新鲜风，在新开辟的主洞掌子面、中导洞掌子面17的所有物料运输均 通过第n个车行横洞5分流至左右主洞，在新开辟的掌子面风道的端头与“三通14”之间安 装可调节风量大小的风门11，根据新开辟掌子面凿岩台车上安装的风速仪15，根据掌子面的 回风速度的大小调节风门11来满足新开辟掌子面的需风量，所述中导洞2、左线正洞1、右 线正洞3所有掌子面的通风可以通过智能通风系统进行控制，风机速度的控制可通过plc显 示器来设定，第一轴流风机24、第二轴流风机25和两个第三轴流风机26的速度根据所需的 风量进行调整，系统将可从任何装有通风道理软件的可连接设备(电话、pc、平板电脑)访问， 当隧道具备wifi条件时，施工人员也可以实现远程控制。在新开辟掌子面与中导洞2之间 的车行横洞5处安装射流风机4，将新开辟掌子面的污浊空气抽排放至已经施工完成二衬的 左线正洞1、右线正洞3内，借助左线正洞1、右线正洞3的洞顶间隔一定距离安装的射流风 机4经通风竖井18第一风道抽排至井外，在通风竖井18底部设置两条第一风道19分别与左 线正洞1、右线正洞3洞顶及拱腰相互连通，使通风竖井18井口与左线正洞1、右线正洞3 洞口构成通风回路，利用竖井贯通后的“烟囱”效应自然特征，将多个掌子面污浊空气抽排 至井外。
44.中导洞2巷道内至少安装4组大功率轴流风机，其中2组大功率风机通过风道向中导洞 掌子面17、新开辟掌子面压入新鲜风。车行横洞5处各安装1组大功率轴流风机通过风道向 左线正洞1、右线正洞3洞口钻爆法掌子面压入新鲜风。中导洞2组大功率射流风机26所引 出的第四风管7均敷设于中导洞2洞顶连续皮带机两侧。左线正洞1、右线正洞3与中导
洞2 连通处的车行横洞5处安装的2组大功率轴流风机所引出的风管均敷设于左线正洞1、右线 正洞3的拱腰上。
45.横洞5与掌子面处的风道转折要求圆顺、平滑过渡，减少风阻，减少风量损失。洞内所 有通风设备如4组大功率风机、风管、射流风机4、风速仪15等通风设备，随着中导洞掌子 面17、左线正洞钻爆法掌子面8、右线正洞钻爆法掌子面9不断的向前掘进而向前移动。利 用已经施工完成的中导洞2为“巷道”通风的优势满足高峰期多个掌子面的需风量。
46.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说 明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护 范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种竖井辅助平行中导洞超前双主洞的巷道式通风方法，隧道包括依次设置的右线正洞(3)、中导洞(2)、左线正洞(1)，右线正洞(3)、中导洞(2)和左线正洞(1)相平行，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：借助已经施工完成的中导洞(2)为巷道，自洞口至左线正洞(1)的钻爆法掌子面(8)、右线正洞(3)的钻爆法掌子面(9)设置有n组横洞(5)；步骤2：在巷道中设置无污浊通道，在无污浊通道中放置有多个分别给中导洞(2)、左线正洞(1)和右线正洞(3)压入新鲜风的轴流风机；步骤3：通风竖井(18)底部设有两条分别与左线正洞(1)和右线正洞(3)连通的第一风道(19)，利用竖井贯通后的“烟囱”效应，将多个掌子面的污浊空气抽排至井外。2.根据权利要求1所述的一种竖井辅助平行中导洞超前双主洞的巷道式通风方法，其特征在于，步骤2还包括以下子步骤：步骤2.1：将靠近洞口的n-1组横洞(5)采用第一封闭门(6)，将第n个横洞(5)与洞口之间的中导洞(2)采用第二封闭门(27)；步骤2.2：将第一轴流风机(24)和第二轴流风机(25)分别通过第二风管(20)、第三风管(21)穿过第一封闭门(6)给左线正洞(1)和右线正洞(3)压入新鲜风，将两个第三轴流风机(26)分别通过两个第四风管(7)穿过第二封闭门(27)给中导洞(2)压入新鲜风。3.根据权利要求2所述的一种竖井辅助平行中导洞超前双主洞的巷道式通风方法，其特征在于，在步骤2.2之前还有以下步骤：步骤2.2.1：根据洞内同时工作的最多人数计算，计算出每分钟供给3立方米的新鲜空气；步骤2.2.2：按爆破规定时间内将工作面的有害气体排出，每千克炸药爆破后可产生折合成40l的一氧化碳气体；步骤2.2.3：若洞内使用柴油机，可按每千瓦每分钟4立方米风量计算，并与同时工作的人员所需的通风量相加；步骤2.2.4：根据上述数据通过公式计算最大需风量后进行通风工作。4.根据权利要求1所述的一种竖井辅助平行中导洞超前双主洞的巷道式通风方法，其特征在于，还包括以下步骤：步骤4：两个第四风管(7)分别连通有至少两个分流风管(22)，每个分流风管(22)分别穿过横洞(5)置于不同的掌子面区域；步骤5：每个掌子面的区域内安装有风速仪(15)，分流风管(22)内安装有风门(11)，根据掌子面的回风速度的大小调节风门(11)来满足新开辟掌子面的需风量；步骤6：在右线正洞(3)和左线正洞(1)上的多个掌子面上间隔一定距离安装有射流风机(4)，经通风竖井(18)的第一风道(19)抽排至井外。5.根据权利要求4所述的一种竖井辅助平行中导洞超前双主洞的巷道式通风方法，其特征在于，在左线正洞(1)、中导洞(2)和右线正洞(3)的每个掌子面的物料运输均通过第n个横洞(5)分流至左右主洞。6.根据权利要求4所述的一种竖井辅助平行中导洞超前双主洞的巷道式通风方法，其特征在于，根据每个掌子面的施工完成情况来不断地向前掘进，掘进的同时将洞内的设备移动至下一个横洞(5)对应的位置，同时采取相应的无污浊通道封闭措施。
7.根据权利要求1所述的一种竖井辅助平行中导洞超前双主洞的巷道式通风方法，其特征在于：还包括新开辟第一掌子面(10)、第二掌子面(12)、第三掌子面(13)和第四掌子面(16)，第一掌子面(10)、第二掌子面(12)、第三掌子面(13)和第四掌子面(16)分别与中导洞(2)之间的横洞(5)处安装射流风机(4)，将所述的第一掌子面(10)、第二掌子面(12)、第三掌子面(13)和第四掌子面(16)的污浊空气抽排放至已经施工完成二衬的左线正洞(1)、右线正洞(3)内，借助左线正洞(1)、右线正洞(3)洞的洞顶间隔安装的射流风机(4)经通风竖井(18)的第一风道(19)抽排至井外。
技术总结本发明为隧道工程通风施工技术领域，公开了一种竖井辅助平行中导洞超前双主洞的巷道式通风方法，隧道包括依次设置的右线正洞、中导洞、左线正洞，右线正洞、中导洞和左线正洞相平行，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：借助已经施工完成的中导洞为巷道，自洞口至左线正洞钻爆法掌子面、右线正洞的钻爆法掌子面设置有n组横洞；步骤2：在巷道中设置无污浊通道，在无污浊通道中放置有多个分别给中导洞、左线正洞和右线正洞压入新鲜风的轴流风机；步骤3：通风竖井底部设有两条分别与左线正洞和右线正洞连通的第一风道，解决长大隧道独头掘进高峰期多个掌子面掘进排烟时间长、隧道内排污不彻底的技术难题。的技术难题。的技术难题。
技术研发人员：张斌斌 毛锦波 赵红刚 李亚隆 候永川 陈永刚 于海涛 曾煜 高军 张文鹏
受保护的技术使用者：中交二公局东萌工程有限公司
技术研发日：2022.01.26
技术公布日：2022/7/5
