CN109751076B - 用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构及其逃生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地下工程技术领域，公开了一种用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构，包括水平隧洞和通过竖井水平段与水平隧洞连通的竖井，水平隧洞连通有一次逃生避险洞，一次逃生避险洞升坡与竖井连通，一次逃生避险洞与水平隧洞连通处的高程等于水平隧洞的底板高程，一次逃生避险洞与竖井的连通处高于水平隧洞的顶拱高程。本发明还公开了一种用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构的逃生方法。本发明用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构及其逃生方法，在水平隧洞设置逃生避险洞，充分利用竖井作为水平隧洞的逃生通道，在大涌水突泥条件下，更好地撤离人员，施工方便、操作简单、安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及地下工程技术领域，具体涉及一种用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构及其逃生方法。
背景技术
近年来，随着我国基础设施建设向西部地区大规模转移，在铁路、公路、水利等领域隧洞尤其是深埋长隧洞工程日益增多。然而由于地形地貌和施工条件限制，深埋长隧洞施工时常需要设置竖井作为施工或通风通道，已建工程竖井深度从几十米到几百米不等。而在煤矿工程中，竖井深度更是达千米以上。由于大埋深地下工程地质情况的复杂性及不确定性，施工期在不良地质洞段可能发生大涌水突泥等突发灾害，如其设计不妥，在突发灾害时无法安全撤离人员设备，易引起重大安全事故，进而产生工期延误、投资增加等诸多不良影响。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构及其逃生方法，在水平隧洞设置逃生避险洞，充分利用竖井作为水平隧洞的逃生通道，在大涌水突泥条件下，更好地撤离人员，施工方便、操作简单、安全可靠。
为实现上述目的，本发明所设计的用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构，包括水平隧洞和通过竖井水平段与所述水平隧洞连通的竖井，所述水平隧洞连通有一次逃生避险洞，所述一次逃生避险洞升坡与所述竖井连通，所述一次逃生避险洞与所述水平隧洞连通处的高程等于所述水平隧洞的底板高程，所述一次逃生避险洞与所述竖井的连通处高于所述水平隧洞的顶拱高程。
优选地，所述竖井井壁上设置有二次逃生避险洞，所述二次逃生避险洞高于所述一次逃生避险洞的顶拱高程，当洞内涌水水位超过所述一次逃生避险洞底板高程时，保证所述二次逃生避险洞的安全，同时也为施工人员逃生赢得更多时间。
优选地，所述一次逃生避险洞与所述水平隧洞连通的位置靠近所述水平隧洞的掘进方向，提高逃生速度。
优选地，所述二次逃生避险洞为平洞，净断面可满足逃生人员舒适度要求，可容纳掌子面施工作业人员，所述二次逃生避险洞内设有储存装置，所述储存装置内设有逃生物资，供逃生人员使用。
优选地，所述一次逃生避险洞的最大纵坡不超过14％，所述一次逃生避险洞的净断面高度不小于4m，宽度不小于5m，满足逃生时车辆和人员的通行要求。
优选地，所述竖井位于所述二次逃生避险洞上方的井壁设有休息间，便于逃生人员在升井离开中途休息。
优选地，所述一次逃生避险洞的纵坡及净断面满足逃生时车辆和人员通行要求，所述一次逃生避险洞的布置及与所述水平隧洞之间的距离满足地下工程相邻洞室开挖稳定要求，所述二次逃生避险洞的布置及与所述水平隧洞之间的距离满足地下工程相邻洞室开挖稳定要求。
优选地，所述水平隧洞位于所述竖井水平段的两侧均连通有所述一次逃生避险洞，所述一次逃生避险洞均与所述竖井连通，施工时，在所述竖井的上下游方向同时掘进，两个所述一次逃生避险洞提高了逃生效率。
一种用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构的逃生方法，当发生涌水突泥时，逃生人员通过以下两种逃生方式逃生：A)逃生人员在所述水平隧洞内移动，进入所述一次逃生避险洞上坡移动，然后进入所述竖井爬梯或通过提升设备垂直移动出井；B)逃生人员在所述水平隧洞内移动，进入所述竖井水平段，然后进入所述竖井爬梯或通过提升设备垂直移动出井。
优选地，当所述竖井的水位超过所述一次逃生避险洞时，逃生人员撤离至所述二次逃生避险洞避难，再爬梯或通过提升设备出井。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、通过设置一次逃生避险洞，利于逃生人员在大涌水突泥条件下迅速逃离；
2、当发生涌水突泥等情况，洞内涌水水位超过一次逃生避险洞底板高程时，一次逃生避险洞中的水会流向竖井水平段，与水平隧洞一起形成通水平压系统，避免竖井内涌水水位突然抬高，保证了二次逃生避险洞的安全，同时为也为逃生人员逃生赢得更多时间；
3、通过设置一次逃生避险洞和二次逃生避险洞为逃生人员提供多种逃生方式，施工方便、操作简单、安全可靠。
附图说明
图1为本发明用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构的平面结构示意图；
图2为图1的I－I剖面图；
图3为图1的II－II剖面图。
图中各部件标号如下：
水平隧洞1、竖井水平段2、竖井3、一次逃生避险洞4、二次逃生避险洞5、休息间6。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2及图3所示，本发明用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构，包括水平隧洞1和通过竖井水平段2与水平隧洞1连通的竖井3，水平隧洞1连通有一次逃生避险洞4，一次逃生避险洞4升坡与竖井3连通，一次逃生避险洞4与水平隧洞1连通处的高程等于水平隧洞1的底板高程，一次逃生避险洞4与竖井3的连通处高于水平隧洞1的顶拱高程，竖井3井壁上设置有二次逃生避险洞5，二次逃生避险洞5高于一次逃生避险洞4的顶拱高程，当发生突水突泥等情况，水位超过一次逃生避险洞4底板高程时，一次逃生避险洞4中的水会流向竖井水平段2，与水平隧洞1一起形成通水平压系统，避免竖井3内水位突然抬高，保证了二次逃生避险洞6的安全，同时为也为逃生人员逃生赢得更多时间。
另外，一次逃生避险洞4与水平隧洞1连通的位置靠近水平隧洞1的掘进方向，一次逃生避险洞4的最大纵坡不超过14％，一次逃生避险洞4的净断面高度不小于4m，宽度不小于5m，二次逃生避险洞5为平洞，二次逃生避险洞5内设有储存装置，储存装置内设有逃生物资，竖井3位于二次逃生避险洞5上方的井壁设有休息间6。
本实施例中，一次逃生避险洞4的纵坡及净断面满足逃生时车辆和人员通行要求，一次逃生避险洞4的布置及与水平隧洞1之间的距离满足地下工程相邻洞室开挖稳定要求，二次逃生避险洞5的布置及与水平隧洞1之间的距离满足地下工程相邻洞室开挖稳定要求。
在其它实施例中，水平隧洞1位于竖井水平段2的两侧均连通有一次逃生避险洞4，一次逃生避险洞4均与竖井3连通，施工时，在竖井3的上下游方向同时掘进，两个一次逃生避险洞4提高了逃生效率。
一种用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构的逃生方法，当发生涌水突泥时，逃生人员通过以下两种逃生方式逃生：A逃生人员在水平隧洞1内移动，进入一次逃生避险洞4上坡移动，然后进入竖井3爬梯或通过提升设备垂直移动出井；B逃生人员在水平隧洞1内移动，进入竖井水平段2，然后进入竖井3爬梯或通过提升设备垂直移动出井。
另外，当竖井3的水位超过一次逃生避险洞4时，逃生人员撤离至二次逃生避险洞5避难，再爬梯或通过提升设备出井。
本发明通过水平隧洞1掘进工作面附近底板高程以上设置一次逃生避险洞4升坡与竖井3相连，以提供更多逃生方式，当水平隧洞1施工发生涌水突泥时，人员通过一次逃生避险洞4进口和竖井水平段2撤离至一次逃生避险洞4暂避，再进入竖井3爬梯或通过提升设备垂直移动出井；另外，在一次逃生避险洞4顶拱以上竖井3井壁设置二次逃生避险洞5，可在发生突水突泥、竖井3水位超过一次逃生避险洞4底板后，人员撤离至二次逃生避险洞5避难，并提供相关必要逃生物资。
本发明用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构及其逃生方法通过设置一次逃生避险洞4，利于逃生人员在大涌水突泥条件下迅速逃离；当发生涌水突泥等情况，水位超过一次逃生避险洞4底板高程时，一次逃生避险洞4中的水会流向竖井水平段2，与水平隧洞1一起形成通水平压系统，避免竖井3内水位突然抬高，保证了二次逃生避险洞5的安全，同时为也为逃生人员逃生赢得更多时间；通过设置一次逃生避险洞4和二次逃生避险洞5为逃生人员提供多种逃生方式，施工方便、操作简单、安全可靠。
其它未详细说明的部分均为现有技术，本发明并不严格地局限于上述实施例。以上所述仅为本发明的特定实施例，并不用于限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换及改进等，都在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构，包括水平隧洞（1）和通过竖井水平段（2）与所述水平隧洞（1）连通的竖井（3），其特征在于：所述水平隧洞（1）连通有一次逃生避险洞（4），所述一次逃生避险洞（4）升坡与所述竖井（3）连通，所述一次逃生避险洞（4）与所述水平隧洞（1）连通处的高程等于所述水平隧洞（1）的底板高程，所述一次逃生避险洞（4）与所述竖井（3）的连通处高于所述水平隧洞（1）的顶拱高程，所述竖井（3）井壁上设置有二次逃生避险洞（5），所述二次逃生避险洞（5）高于所述一次逃生避险洞（4）的顶拱高程。
2.根据权利要求1所述用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构，其特征在于：所述一次逃生避险洞（4）与所述水平隧洞（1）连通的位置靠近所述水平隧洞（1）的掘进方向。
3.根据权利要求2所述用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构，其特征在于：所述二次逃生避险洞（5）为平洞，所述二次逃生避险洞（5）内设有储存装置，所述储存装置内设有逃生物资。
4.根据权利要求3所述用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构，其特征在于：所述一次逃生避险洞（4）的最大纵坡不超过14%，所述一次逃生避险洞（4）的净断面高度不小于4m，宽度不小于5m。
5.根据权利要求4所述用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构，其特征在于：所述竖井（3）位于所述二次逃生避险洞（5）上方的井壁设有休息间（6）。
6.根据权利要求5所述用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构，其特征在于：所述一次逃生避险洞（4）的纵坡及净断面满足逃生时车辆和人员通行要求，所述一次逃生避险洞（4）的布置及与所述水平隧洞（1）之间的距离满足地下工程相邻洞室开挖稳定要求，所述二次逃生避险洞（5）的布置及与所述水平隧洞（1）之间的距离满足地下工程相邻洞室开挖稳定要求。
7.根据权利要求6所述用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构，其特征在于：所述水平隧洞（1）位于所述竖井水平段（2）的两侧均连通有所述一次逃生避险洞（4），所述一次逃生避险洞（4）均与所述竖井（3）连通。
8.一种权利要求1~7任一项所述用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构的逃生方法，其特征在于：当发生涌水突泥时，逃生人员通过以下两种逃生方式逃生：A）逃生人员在所述水平隧洞（1）内移动，进入所述一次逃生避险洞（4）上坡移动，然后进入所述竖井（3）爬梯或通过提升设备垂直移动出井；B）逃生人员在所述水平隧洞（1）内移动，进入所述竖井水平段（2），然后进入所述竖井（3）爬梯或通过提升设备垂直移动出井。
9.根据权利要求8所述用于设有深竖井的水平隧洞的逃生结构的逃生方法，其特征在于：当所述竖井（3）的水位超过所述一次逃生避险洞（4）时，逃生人员撤离至所述二次逃生避险洞（5）避难，再爬梯或通过提升设备出井。
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