CN110608043A - 一种盾构机的降温与通风的混合式系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构机的降温与通风的混合式系统，属于盾构施工技术领域，其包括设置在盾构机上方的二级风管，所述二级风管的斜上方设置有隧道风管，所述二级风管和所述隧道风管的通风口相对设置，还包括：二级风机，所述二级风机固设在盾构机上，所述二级风管的通风口与所述二级风机连接，所述二级风机远离二级风管的一侧连接有变径风筒，所述变径风筒的较小半径端与二级风机连接，变径风筒的较大半径端与可伸缩软管连接，所述可伸缩软管的另一端与隧道风管的通风口连接；本发明对现有的盾构机空调系统和通风系统进行改进，使通风和降温效果更好。
Description
技术领域
本发明属于盾构施工技术领域，具体属于一种盾构机的降温与通风的混合式系统。
背景技术
随着城市轨道交通的快速发展，一、二线城市的地铁建设越来越多，但地铁施工隧道属于长、大独头隧道且深入地下，其施工主要设备盾构机整机的功率大、热量大，再加上地下环境本就潮湿，其通风、环境条件就非常恶劣，工作区存在大量废气，一般要采取一定的通风和降温方式来改善工作面的空气质量。
现有的盾构机降温系统是在盾构机上设置多个空调机组，直接由空调机机组制造冷风传到施工作业区，空调机组产生的热风通过管道排到隧道内，再由自然通风的方式延隧道排出，这种设置方法只适用于大开挖半径的隧道，因为大开挖半径的隧道随着掘进的不断深入，其掌子面半径足够大，通风效果比起小径长隧道来讲，其通风防尘的效果明显，对于盾尾拖车到洞口区域掌子面足够大，空调机组排出的热量散热快，不用考虑热量回流。相对于小径如6m级隧道而言，此设计不能达到良好的降温效果，对于小径盾构施工来讲，由于掌子面较小，由空调机组排出的热量并不能及时在盾尾和隧道区域散出。
现有的盾构施工采用了压入式通风，新鲜的空气由隧道外的风机压入隧道风管内，经过隧道风管流入到盾构机后方，在盾构机上设置的风机将盾构机后方的空气吸入到二级风管中，经过二级风管将新鲜的空气压入到盾构机的前方。
但这种压入式通风存在一个十分明显的缺陷，压入式通风下的通风管需要鼓起来，通风管不能有收缩，盾构机在隧道施工过程中，二级风管与隧道风管之间存在一段空白区域，该空白区域的长度随着盾构机在隧道内的掘进而发生变化，如果将隧道风管与二级风管连接起来，那么连接的通风管就会存在无法固定和拉直的情况，通风管就不能鼓起来，通风效果就很不理想；如果不在该空白区域设置管道，二级风管排出的废气就会停留在该空白区域，废气会缓慢的排出隧道，再加上隧道回风导致的风流混合，这会使得到后续达盾构机前方的新鲜空气变得浑浊不堪。
发明内容
针对现有技术中小径长隧道施工中盾构机的空调机组产生的热量无法快速的排出隧道内、盾构机后方的二级风管与隧道风管之间存在空白期导致整个盾构机的通风效果不理想的问题，本发明提供一种盾构机的降温与通风的混合式系统，其目的在于：使盾构机空调机组产生的热量能快速的排出隧道，解决盾构机后方的二级风管与隧道风管之间的空白区域空气废物滞留的问题，使盾构机的通风效果更好。
本发明采用的技术方案如下：
一种盾构机的降温与通风的混合式系统，包括设置在盾构机上方的二级风管，所述二级风管的斜上方设置有隧道风管，所述二级风管和所述隧道风管的通风口相对设置，还包括：二级风机，所述二级风机固设在盾构机上，所述二级风管的通风口与所述二级风机连接，所述二级风机远离二级风管的一侧连接有变径风筒，所述变径风筒的较小半径端与二级风机连接，变径风筒的较大半径端与可伸缩软管连接，所述可伸缩软管的另一端与隧道风管的通风口连接。
采用上述方案，对现有的盾构机通风系统进行简单改进，将二级风管和隧道风管通过二级风机、变径风筒和可伸缩软管连接起来，二级风机可以将盾构机工作区产生的废气通过二级风管抽走，废气再通过变径风筒和可伸缩软管排到隧道风管内，再配合原有的隧道外的一级风机将废气彻底排出隧道外，避免了大量废气其中在原有的盾构机的后方使后续送到盾构机前方的新鲜空气变得污浊；二级风机也可以与原有的一级风机配合，将隧道外的新鲜空气输送到盾构机的工作区，二级风机和一级风机一抽一压，加速了空气的流通，使整个盾构机的通风效果更好；在二级风管和隧道风管之间的空白区域通过可伸缩软管连接，因隧道风管和二级风管的口径不同，故选择可伸缩软管的口径与隧道风管口径相同，二级风管与可伸缩软管之间利用变径风筒连接，利用可伸缩软管的伸缩性可以保证盾构机在隧道施工掘进中，其通风的连续性。
优选的，还包括：降温系统，所述降温系统设置有多个散热管，所述散热管与所述二级风管连接。采用该优选的方案，通过对盾构机的二级风管开口，将开口与盾构机工作区内的发热机器的散热口用散热管连接起来，可以把聚集在盾构机工作区内的热风或热量快速的排出，极大了降低了盾构机工作区的温度。
优选的，所述降温系统包括制冷机、水箱和风机盘管，所述制冷机上设置有散热管，所述散热管的一端与所述二级风管连接，另一端连接所述制冷机的散热口，所述制冷机的出水端与所述水箱连接，所述水箱与所述风机盘管之间设置有第一水管，所述第一水管的一端连接水箱的出水端，第一水管的另一端连接所述风机盘管的进水管，所述风机盘管与所述制冷机之间设置有第二水管，所述第二水管的一端连接风机盘管的出水管，所述第二水管的另一端连接制冷机的进水端。采用该优选的方案，在盾构机的内部设置在制冷机、水箱和风机盘管，可以实现盾构机内部的降温，制冷机将水箱里的水制冷，通过第一水管送到风机盘管，风机盘管利用将冷水作为介质，向盾构机的工作区吹出冷风，以达到对盾构机工作区降温的目的，产生的热水从风机盘管流出通过第二水管回到制冷机再进行制冷，如此形成一个水循环；制冷机将水制冷，产生的热风通过散热管排到二级风管中，二级风管和隧道风管分别利用二级风机和一级风机可以快速的将热风排到隧道外，避免了制冷机产生的热量直接排到盾构机的工作区。
优选的，所述第一水管上设置有水泵。采用该优选的方案，利用水泵可以快速的抽取水箱中的冷水，将冷水送到风机盘管中。
优选的，所述可伸缩软管内设置有用于支撑可伸缩软管的钢圈，所述可伸缩软管靠近变径风筒的一端通过限位装置固定在盾构机上。
采用该优选的方案，钢圈可以将可伸缩软管支撑起来，防止可伸缩软管在风机启动的时候发生形变产生收缩，限位装置选择半圆形开口圆柱，限位装置可以很好的限制可伸缩软管在水平平面的移动，防止风机产生的风压作用在可伸缩软管中，使可伸缩软管发生伸长导致伸长悬空的部分因重力出现下坠的情况，从而使整个可伸缩软管出现不可控的状态，限位装置可以保证可伸缩软管只因为盾构机的拉力而伸展而不会因为风力的作用去伸展。
优选的，所述二级风机与所述变径风筒之间的连接处通过卡箍固定。采用该优选的方案，二级风机和变径风筒之间的连接处需要通过卡箍固定，使其连接紧固，防止漏风。
优选的，所述变径风筒的较大半径端内设置有第一铁环，所述可伸缩软管与变径风筒连接的一端内设置有第二铁环，所述变径风筒插入可伸缩软管中，所述第一铁环和所述第二铁环交错压紧，所述压紧部位通过卡箍固定。采用该优选的方案，可以使变径风筒和可伸缩软管之间的连接紧固，防止连接处漏风。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明只需要对现有的盾构机通风系统进行简单改进，将二级风管和隧道风管通过二级风机、变径风筒和可伸缩软管连接起来，二级风机可以将盾构机工作区产生的废气通过二级风管抽走，废气再通过变径风筒和可伸缩软管排到隧道风管内，再配合原有的隧道外的一级风机将废气彻底排出隧道外，避免了大量废气其中在原有的盾构机的后方使后续送到盾构机前方的新鲜空气变得污浊；二级风机也可以与原有的一级风机配合，将隧道外的新鲜空气输送到盾构机的工作区，二级风机和一级风机一抽一压，加速了空气的流通，使整个盾构机的通风效果更好；在二级风管和隧道风管之间的空白区域通过可伸缩软管连接，因隧道风管和二级风管的口径不同，故选择可伸缩软管的口径与隧道风管口径相同，二级风管与可伸缩软管之间利用变径风筒连接，利用可伸缩软管的伸缩性可以保证盾构机在隧道施工掘进中，其通风的连续性。
2.本发明通过对盾构机的二级风管开口，将开口与盾构机工作区内的发热机器的散热口用散热管连接起来，可以把聚集在盾构机工作区内的热风或热量快速的排出，极大了降低了盾构机工作区的温度。
3.在盾构机的内部设置在制冷机、水箱和风机盘管，可以实现盾构机内部的降温，制冷机将水箱里的水制冷，通过第一水管送到风机盘管，风机盘管利用将冷水作为介质，向盾构机的工作区吹出冷风，以达到对盾构机工作区降温的目的，产生的热水从风机盘管流出通过第二水管回到制冷机再进行制冷，如此形成一个水循环；制冷机将水制冷，产生的热风通过散热管排到二级风管中，二级风管和隧道风管分别利用二级风机和一级风机可以快速的将热风排到隧道外，避免了制冷机产生的热量直接排到盾构机的工作区；利用水泵可以快速的抽取水箱中的冷水，将冷水送到风机盘管中。
4.钢圈可以将可伸缩软管支撑起来，防止可伸缩软管在风机启动的时候发生形变产生收缩，限位装置选择半圆形开口圆柱，限位装置可以很好的限制可伸缩软管在水平平面的移动，防止风机产生的风压作用在可伸缩软管中，使可伸缩软管发生伸长导致伸长悬空的部分因重力出现下坠的情况，从而使整个可伸缩软管出现不可控的状态，限位装置可以保证可伸缩软管只因为盾构机的拉力而伸展而不会因为风力的去伸展。
5.二级风机和变径风筒之间的连接处需要通过卡箍固定，使其连接紧固，防止漏风。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是：本发明的一种具体实施方式的示意图。
图2是：本发明的变径风筒与可伸缩软管的连接方式一种具体实施方式的示意图之一。
图3是：本发明的变径风筒与可伸缩软管的连接方式一种具体实施方式的示意图之一。
图4是：本发明的变径风筒与可伸缩软管的连接方式一种具体实施方式的示意图之一。
图5是：本发明的限位装置的一种具体实施示意图。
附图标记：1-二级风机；2-盾构机；3-变径风筒；4-可伸缩软管；5-隧道风管；6-二级风管；8-制冷机；9-水箱；10-水泵；11-风机盘管；12-散热管；13-第一水管；14-第二水管；15-钢圈；16-限位装置；17-第一铁环；18-第二铁环。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合图1-5对本发明作详细说明。
在实施例一中，一种盾构机的降温与通风的混合式系统，包括设置在盾构机2上方的二级风管6，所述二级风管6的斜上方设置有隧道风管5，所述二级风管6和所述隧道风管5的通风口相对设置，还包括：二级风机1，所述二级风机1固设在盾构机上，所述二级风管6的通风口与所述二级风机1连接，所述二级风机1远离二级风管6的一侧连接有变径风筒3，所述变径风筒3的较小半径端与二级风机1连接，变径风筒3的较大半径端与可伸缩软管4连接，所述可伸缩软管4的另一端与隧道风管的通风口5连接。
所述可伸缩软管4内设置有用于支撑可伸缩软管4的钢圈15，所述可伸缩软管4靠近
变径风筒3的一端通过限位装置16固定在盾构机上。
所述二级风机1与所述变径风筒3之间的连接处通过卡箍固定。
所述变径风筒3的较大半径端内设置有第一铁环，所述可伸缩软管4与变径风筒3连接的一端内设置有第二铁环，所述变径风筒3插入可伸缩软管4中，所述第一铁环和所述第二铁环交错压紧，所述压紧部位通过卡箍固定。
在上述方案中，在盾构机2的六号车厢上设置二级风机1，二级风机1与二级风管6连接，用变径风筒3的较小半径端连接二级风机1，较大半径端连接可伸缩软管4，可伸缩软管4又与隧道风管5连接，可伸缩软管4的前端部分固定在盾构机2的六号车厢上，后端部分在空中倾斜拉开，并从离开盾构机2六号车厢的位置斜向上连接隧道风管5，如图1所示，考虑到风机在运行时对可伸缩软管4产生的影响，可以在可伸缩软管4的内部设置钢圈15，钢圈15可以将可伸缩软管4支撑起来，防止可伸缩软管4在风机启动的时候发生形变产生收缩，限位装置选择半圆形开口圆柱，如图5所示，可伸缩软管4的前端部分通过限位装置固定在盾构机2上，限位装置可以很好的限制可伸缩软管4在水平平面的移动，防止风机产生的风压作用在可伸缩软管4中，使可伸缩软管发生伸长导致伸长悬空的部分因重力出现下坠的情况，从而使整个可伸缩软管出现不可控的状态，限位装置可以保证可伸缩软管4只因为盾构机2的拉力而伸展而不会因为风力的作用去伸展。在隧道外还有一个一级风机与隧道风管5相连，该一级风机与二级风机1相互配合，对这个通风系统进行抽风和吸风；二级风管6和隧道风管5为现有技术中的盾构机的通风系统所设置的，二级风机1与变径风筒3之间的连接需要通过卡箍固定，并在连接处用铁丝反复缠绕箍紧，可伸缩软管4选择高温阻燃伸缩管，其余管道的选择镀锌铁皮管，变径风筒3与可伸缩软管4之间的连接采用另一种方法，具体为：先将变径风筒3和可伸缩软管4连接处的那一端各加长200-300mm左右，包缝铁环，如图2所示，然后顺着风流方向将变径风筒3插入可伸缩软管4中，让变径风筒和可伸缩软管4之间的铁环靠紧，将变径风筒3加长的部分反压在可伸缩软管4加长的部分，如图3所示，最后把可伸缩软管4的加长部分反压在变径风筒3的加长部分上，把二者整平，捋紧，如图4所示，然后用铁丝或者卡箍在两个铁环之间扎紧就完成了。
在实施例一的基础上进一步优选得到的实施例二中，还包括：降温系统，所述降温系统设置有多个散热管12，所述散热管12与所述二级风管6连接。
所述降温系统包括制冷机8、水箱9和风机盘管11，所述制冷机8上设置有散热管12，所述散热管12的一端与所述二级风管6连接，另一端连接所述制冷机8的散热口，所述制冷机8的出水端与所述水箱9连接，所述水箱9与所述风机盘管11之间设置有第一水管13，所述第一水管13的一端连接水箱9的出水端，第一水管13的另一端连接所述风机盘管11的进水管，所述风机盘管11与所述制冷机8之间设置有第二水管14，所述第二水管14的一端连接风机盘管11的出水管，所述第二水管14的另一端连接制冷机8的进水端。
所述第一水管上设置有水泵10。
在上述方案中，在盾构机的一号拖车位置安装设置水箱9和制冷机8，具体安装在一号拖车左侧的污水箱旁，该位置处具有足够的空间安装降温系统设备，由二级风管6开一个直径为300mm的风口，利用散热管12将该风口与制冷机8的散热口连接起来，这样制冷机8产生的热风就可以通过二级风管6排出，风机盘管11布置在盾构机的相应工作区，如盾构机的二号设备桥、一号拖车和一号设备桥，风机盘管11与水箱9之间通过第一水管13连接，制冷机8产生的冷凝水由水箱9经过水泵10流到风机盘管11，再由风机盘管11流到第二水管12后流回制冷机8中进行冷却，风机盘管11的接头处为异径三通口，可以实现水的回流。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (7)
1.一种盾构机的降温与通风的混合式系统，包括设置在盾构机(2)上方的二级风管(6)，所述二级风管(6)的斜上方设置有隧道风管(5)，所述二级风管(6)和所述隧道风管(5)的通风口相对设置，其特征在于，还包括：二级风机(1)，所述二级风机(1)固设在盾构机上，所述二级风管(6)的通风口与所述二级风机(1)连接，所述二级风机(1)远离二级风管(6)的一侧连接有变径风筒(3)，所述变径风筒(3)的较小半径端与二级风机(1)连接，变径风筒(3)的较大半径端连接有可伸缩软管(4)，所述可伸缩软管(4)的另一端与隧道风管的通风口(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种盾构机的降温与通风的混合式系统，其特征在于，还包括：降温系统，所述降温系统设置有多个散热管(12)，所述散热管(12)与所述二级风管(6)连接。
3.根据权利要求2所述的一种盾构机的降温与通风的混合式系统，其特征在于：所述降温系统包括制冷机(8)、水箱(9)和风机盘管(11)，所述制冷机(8)上设置有散热管(12)，所述散热管(12)的一端与所述二级风管(6)连接，另一端连接所述制冷机(8)的散热口，所述制冷机(8)的出水端与所述水箱(9)连接，所述水箱(9)与所述风机盘管(11)之间设置有第一水管(13)，所述第一水管(13)的一端连接水箱(9)的出水端，第一水管(13)的另一端连接所述风机盘管(11)的进水管，所述风机盘管(11)与所述制冷机(8)之间设置有第二水管(14)，所述第二水管(14)的一端连接风机盘管(11)的出水管，所述第二水管(14)的另一端连接制冷机(8)的进水端。
4.根据权利要求3所述的一种盾构机的降温与通风的混合式系统，其特征在于：所述第一水管上设置有水泵(10)。
5.根据权利要求1所述的一种盾构机的降温与通风的混合式系统，其特征在于：所述可伸缩软管(4)内设置有用于支撑可伸缩软管(4)的钢圈(15)，所述可伸缩软管(4)靠近变径风筒(3)的一端通过限位装置(16)固定在盾构机上。
6.根据权利要求1所述的一种盾构机的降温与通风的混合式系统，其特征在于：所述二级风机(1)与所述变径风筒(3)之间的连接处通过卡箍固定。
7.根据权利要求1所述的一种盾构机的降温与通风的混合式系统，其特征在于：所述变径风筒(3)的较大半径端内设置有第一铁环(17)，所述可伸缩软管(4)与变径风筒(3)连接的一端内设置有第二铁环(18)，所述变径风筒(3)插入可伸缩软管(4)中，所述第一铁环(17)和所述第二铁环(18)交错压紧，所述压紧部位通过卡箍固定。
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