CN113309537A - 一种实现正向出渣通风逃生勘探的一体化隧道导洞及方法 - Google Patents

一种实现正向出渣通风逃生勘探的一体化隧道导洞及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实现正向出渣通风逃生勘探的一体化隧道导洞及方法，包括超前隧道，超前隧道水平布置，且超前隧道和竖井相连通；所述超前隧道底部铺设轨道，运输矿车安设于轨道，超前隧道的洞口设置防护结构，且超前隧道和竖井内均设置射流风机。

Description

一种实现正向出渣通风逃生勘探的一体化隧道导洞及方法
技术领域
本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种实现正向出渣通风逃生勘探的一体化隧道导洞及方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
目前大断面矿山法隧道施工中，开挖机械进出、通风、出渣、进料、逃生均利用掌子面后方已开挖隧道部分作为施工通道。发明人发现，这样的操作方式，不同工序机械进出存在交叉，各施工工序连续性较差，工作效率低。目前的出渣方式主要为通过渣土车外运的方式，渣土车和装载机械循环进出需通过二衬工作面，影响已开挖隧道的二衬施作。而目前广泛采用的通风方式为通过管道向掌子面送风，将洞内废气反向推至洞口，导致隧道施工空间空气质量差，对施工人员健康有较大伤害，且反向通风效率低，通风时间长。同时，目前隧道若发生坍塌等事故，人员需利用已开挖隧道向洞口逃生，一旦被塌方体堵塞，掌子面施工人员无法逃生，后期救援极其困难，会造成人员伤亡。
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实现正向出渣通风逃生勘探的一体化隧道导洞及方法，该一体化隧道导洞可同时提供出渣、通风、逃生、超前勘探等一系列功能，实现功能整合，加快施工速度。
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，本发明提供了一种实现正向出渣通风逃生勘探的一体化隧道导洞，包括超前隧道，超前隧道水平布置，且超前隧道和竖井相连通；所述超前隧道底部铺设轨道，运输矿车安设于轨道，超前隧道的洞口设置防护结构，且超前隧道和竖井内均设置射流风机。
作为进一步的技术方案，所述超前隧道内间隔设置多个射流风机，射流风机挂设于超前隧道顶部。
作为进一步的技术方案，所述竖井内设置的射流风机挂设于竖井井壁的侧部。
作为进一步的技术方案，所述轨道为拼接型轨道。
作为进一步的技术方案，所述防护结构采用井口圈。
作为进一步的技术方案，所述竖井竖向设置，竖井延伸至地面。
作为进一步的技术方案，所述竖井井口设置竖井提升设备。
第二方面，本发明还提供了一种如上所述的一体化隧道导洞的施工方法，包括以下步骤：
先施工竖井，而后钻进超前隧道并施作临时支护；
在超前隧道内铺设轨道，并在超前隧道洞口处设置防护结构；
隧道开挖时，先开挖掌子面上台阶，通过运输矿车将渣土运至竖井而后提升至地面，初期支护材料通过超前隧道运至掌子面，二次衬砌材料通过已建隧道运至掌子面；
在竖井和超前隧道安置射流风机。
作为进一步的技术方案，实现通风的过程为：
启动竖井和超前隧道的射流风机，新鲜空气从掌子面后方进入，沿超前隧道从竖井排出，实现隧道的单向通风。
作为进一步的技术方案，实现逃生的过程为：当隧道掌子面发生坍塌时，被困施工人员通过超前隧道向竖井方向逃生，而后由竖井向上逃出。
上述本发明的有益效果如下：
本发明的一体化隧道导洞，超前隧道内设置的运输矿车可将渣土等向外运输实现出渣，可沿导洞向开挖方向运输，通过竖井提升至地面，不影响已开挖区域仰拱和二衬施作。
本发明的一体化隧道导洞，超前隧道和竖井设置的射流风机，空气从掌子面后方泵入，沿导洞从竖井排出，实现单向通风。单向通风除尘效率高，烟尘通过导洞排出，不经过施工人员停留区域，代替目前通过风管送风至掌子面反向推出空气的通风方式，同时导洞可选装尾气收集装置减少粉尘排入大气。
本发明的一体化隧道导洞，导洞断面小，即使开挖过程中遭遇不良地质，也不易发生严重事故。导洞先于主洞开挖，可代替超前钻孔，提前揭露隧道围岩不良地质，为后续主洞开挖提供超前地质预报。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明根据一个或多个实施方式的一体化隧道导洞的纵剖视图；
图2是本发明根据一个或多个实施方式的一体化隧道导洞的横剖视图；
图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
其中，1、超前隧道；2、运输矿车；3、竖井；4、竖井提升设备；5、井口圈；6、射流风机。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种实现正向出渣通风逃生勘探的一体化隧道导洞，包括超前隧道1、竖井3。
其中，超前隧道1水平布置，竖井3竖向设置，且超前隧道1和竖井3相连通，竖井延伸至地面。
竖井3可作为超前隧道1的施工通道，超前隧道1投入使用后作为出渣、进料通道。
超前隧道可为隧道开挖提供超前地质预报。超前隧道1的内部仅做临时支护，在超前隧道1的底部铺设拼接型轨道，且超前隧道1内设置运输矿车2，运输矿车2运行于拼接型轨道上。
该方案中，超前隧道内铺设拼接型轨道，方便拆卸。其运输矿车可以采用轨道车。
进一步的实施方案中，超前隧道1的洞口设置防护结构，其可支撑保护超前隧道的洞口位置；本实施例中，超前隧道1设置的防护结构采用井口圈5。
超前隧道采用小直径盾构掘进，洞口处设置的井口圈为可移动刚性井口圈，通过刚性井口圈支撑井口，防止坍塌。
本方案中，井口圈为活动结构，可随主洞开挖向前移动，从而可以随隧道的开挖对其洞口位置起到防护。
在进一步的实施方案中，超前隧道1和竖井3内均设置射流风机6，超前隧道1内可间隔设置多个射流风机，射流风机挂设于超前隧道顶部；竖井内设置的射流风机可挂设于竖井井壁的侧部。通过射流风机的设置，可保证隧道的通风效果。
在进一步的实施方案中，竖井井口设置竖井提升设备4，竖井提升设备4为常规竖井提升设备，在此不再赘述，竖井提升设备可将渣土等提升至地面。
本发明可以解决目前大断面矿山法隧道循环施工效率低、通风不畅、逃生困难等问题。
本发明还提出如上所述的一体化隧道导洞的施工方法，其包括以下步骤：
先施工竖井3，而后钻进超前隧道1并施作临时支护，钻进超前隧道1过程中同时记录围岩质量；
在超前隧道1内铺设拼接轨道，并在超前隧道洞口处设置井口圈5；
隧道开挖时，先开挖掌子面上台阶，通过运输矿车2将渣土运至竖井3，通过竖井提升设备4提升至地面，初期支护材料通过超前隧道运至掌子面，二次衬砌材料通过已建隧道运至掌子面；
在竖井和超前隧道安置射流风机6。
该施工方法中，实现通风的过程为：
启动竖井和超前隧道的射流风机，射流风机可实现隧道的通风，新鲜空气从掌子面后方进入，沿超前隧道从竖井排出。
该施工方法中，实现逃生的过程为：
超前隧道可代替目前普遍采用的逃生钢管，当隧道掌子面发生坍塌时，被困施工人员可通过超前隧道向竖井方向逃生，而后由竖井向上逃出。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现正向出渣通风逃生勘探的一体化隧道导洞，其特征是，包括超前隧道，超前隧道水平布置，且超前隧道和竖井相连通；所述超前隧道底部铺设轨道，运输矿车安设于轨道，超前隧道的洞口设置防护结构，且超前隧道和竖井内均设置射流风机。
2.如权利要求1所述的一体化隧道导洞，其特征是，所述超前隧道内间隔设置多个射流风机，射流风机挂设于超前隧道顶部。
3.如权利要求1所述的一体化隧道导洞，其特征是，所述竖井内设置的射流风机挂设于竖井井壁的侧部。
4.如权利要求1所述的一体化隧道导洞，其特征是，所述轨道为拼接型轨道。
5.如权利要求1所述的一体化隧道导洞，其特征是，所述防护结构采用井口圈。
6.如权利要求1所述的一体化隧道导洞，其特征是，所述竖井竖向设置，竖井延伸至地面。
7.如权利要求1或6所述的一体化隧道导洞，其特征是，所述竖井井口设置竖井提升设备。
8.如权利要求1-7任一项所述的一体化隧道导洞的施工方法，其特征是，包括以下步骤：
先施工竖井，而后钻进超前隧道并施作临时支护；
在超前隧道内铺设轨道，并在超前隧道洞口处设置防护结构；
隧道开挖时，先开挖掌子面上台阶，通过运输矿车将渣土运至竖井而后提升至地面，初期支护材料通过超前隧道运至掌子面，二次衬砌材料通过已建隧道运至掌子面；
在竖井和超前隧道安置射流风机。
9.如权利要求8所述的施工方法，其特征是，实现通风的过程为：
启动竖井和超前隧道的射流风机，新鲜空气从掌子面后方进入，沿超前隧道从竖井排出，实现隧道的单向通风。
10.如权利要求8所述的施工方法，其特征是，实现逃生的过程为：当隧道掌子面发生坍塌时，被困施工人员通过超前隧道向竖井方向逃生，而后由竖井向上逃出。
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