CN112253209A - 一种用于隧道施工的自适应形通风结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隧道通风技术领域,具体公开了一种用于隧道施工的自适应形通风结构,包含风管,所述风管包含柔性顶面和柔性底面,所述柔性顶面的轮廓适配所述隧道顶部内壁的形状,所述柔性顶面通过连接件连接于隧道顶部,所述连接件沿所述隧道纵向间隔分布有若干排,每排包含沿所述柔性顶面宽度方向间隔设置的若干个挂件。本申请能够在有限的高度内增大通风的断面,空间利用率高又不侵占施工作业空间,保证施工安全和效率,所述风管具有一定变形空间,既能有效保持通道的形状和通风面积,又能避免所述风管顶面积水,还能通过调整相邻两个所述挂件的间距微调进风量,有利于解决高海拔隧道施工较大需风量的问题,满足施工隧道复杂的环境要求。
Description
技术领域
本发明涉及隧道通风技术领域,特别涉及一种用于隧道施工的自适应形通风结构。
背景技术
近年来,我国西部高原地区隧道建设发展迅速,西部地区多山且海拔较高,出现许多高海拔超长隧道。在高海拔地区隧道建设过程中,面临的最主要问题就是施工通风问题。由于高海拔地区空气中氧气含量低、气压低,施工人员又大多来自于平原地区,对于低氧环境适应能力差,对于有害气体等更为敏感,隧道施工过程中隧道内的空气质量相对于洞外环境更差,容易导致施工人员的工作效率降低。因此,施工通风需风量将大大增加。
现有技术中,增加施工通风管断面积是提高掌子面通风量的一种有效方法,但是传统通风管断面是圆形,与隧道断面契合度不是很高,增加通风管面积会大量侵占施工作业的空间,因此通风管段面积的增加是有限的。将隧道上方一部分空间隔离直接作为通风道虽然可增加通风流量,但是由于封闭空间通过浇筑混凝土实现的,通道糙率大、易存在漏风点,会使有效通风量降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中缺乏增加高海拔地区隧道的施工通风量的有效手段的上述不足,提供一种用于隧道施工的自适应形通风结构。
为了实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:
一种用于隧道施工的自适应形通风结构,包含风管,所述风管包含柔性顶面和柔性底面,所述柔性顶面的轮廓适配所述隧道顶部内壁的形状,所述柔性顶面通过连接件连接于隧道顶部,所述连接件沿所述隧道纵向间隔分布有若干排,每排包含沿所述柔性顶面宽度方向间隔设置的若干个挂件。
采用本发明所述的一种用于隧道施工的自适应形通风结构,所述风管沿隧道纵向设置,所述风管靠近所述隧道一侧的轮廓形状适配拱顶内壁的形状,能够在有限的高度内增大通风的断面,相较于现有的圆形风管,本断面形式空间利用率高又不侵占施工作业空间,利于保证施工安全和效率,所述风管包含柔性顶面和柔性底面,使得所述风管具有一定变形空间,柔性的风管配合间隔设置的各断面的所述连接件,能够有效保持通道的形状和通风面积,有利于避免所述风管顶面积水,同时,又能够通过调整相邻两个所述挂件的间距微调进风量,有利于解决高海拔隧道施工较大需风量的问题,满足施工隧道复杂的环境要求。
优选的,所述柔性顶面和柔性底面均为风筒布。
优选的,所述连接件相邻两排的间距其中,ωm表示所述风管容许的最大挠度,包括所述柔性底面在自重作用下容许的最大挠度以及所述柔性底面在风压作用下容许的最大挠度;g表示所述风管的自重;E表示所述风管的材料的弹性模量;Ixc表示所述风管的截面惯性矩;p表示所述风管内的风压;b表示所述风管的宽度;d表示所述风管的厚度。
在设计时,将实际工况容许的最大塌落变形量代入ωm,进而确定l1。
优选的,所述风管还设有骨架,所述骨架包含若干个断面骨架及连接相邻两个所述断面骨架之间的连接骨架。
进一步优选的,所述连接骨架包含直杆,所述直杆设于所述风管顶部。
进一步优选的,所述连接骨架包含第一钢丝和第二钢丝,所述第一钢丝沿所述柔性顶面设置并交叉连接相邻两个断面骨架底部两端,所述第二钢丝沿所述柔性底面设置并交叉连接相邻两个断面骨架底部两端。
采用上述设置方式,所述骨架支撑性较好,利于未设置底部支撑的所述风管有效保持所述风管的通道形状和通风面积。
进一步优选的,所述骨架能够替换为设于所述风管底部内侧的钢支撑。
采用上述设置方式,仅在所述风管底部设置骨架,配合所述隧道两侧的所述支架,能够稳定支撑所述风管。同时,有效减轻所述风管的重量。
优选的,还包含支撑部件,所述支撑部件包含设于所述隧道两侧的支架,所述支架沿所述隧道纵向间隔分布,所述支架通过拉筋或锚杆连接于所述隧道。
进一步优选的,相对的两个所述支架之间连接有横梁。
增加支撑,有利于进一步保持所述风管的通道形状和通风面积,保障通风量,保证施工顺利进行。
进一步优选的,所述连接件相邻两排的间距与相邻两个所述横梁的间距中的较大值其中,ωm1表示所述柔性底面在自重作用下容许的最大挠度;E表示所述风管的材料的弹性模量;b表示所述风管的宽度;d表示所述风管的厚度;p表示所述风管内的风压;g表示所述风管的自重。
进一步优选的,所述横梁能够替换为格栅。
综上所述,与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、采用本发明所述的一种用于隧道施工的自适应形通风结构,能够在有限的高度内增大通风的断面,空间利用率高又不侵占施工作业空间,保证施工安全和效率,所述风管包含柔性顶面和柔性底面,使得所述风管具有一定变形空间,柔性的风管配合间隔设置的各断面的所述连接件,能够有效保持通道的形状和通风面积,有利于避免所述风管顶面积水,同时,又能够通过调整相邻两个所述挂件的间距微调进风量,有利于解决高海拔隧道施工较大需风量的问题,满足施工隧道复杂的环境要求。
附图说明:
图1为实施例1中的一种用于隧道施工的自适应形通风结构的横断面示意图;
图2为实施例2中的风管的骨架的结构示意图一;
图3为实施例2中的风管的骨架的结构示意图二;
图4为实施例3中的一种用于隧道施工的自适应形通风结构的横断面示意图一;
图5为实施例3中的一种用于隧道施工的自适应形通风结构的横断面示意图二;
图6为实施例4中的支撑部件的结构俯视图一;
图7为实施例4中的支撑部件的结构俯视图二。
图中标记:1-风管,11-柔性顶面,12-柔性底面,111-断面骨架,112-连接骨架,2-隧道,3-挂件,4-支架,5-横梁,6-布面层。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图1所示,本发明所述的一种用于隧道施工的自适应形通风结构,包含风管1,所述风管1包含柔性顶面11和柔性底面12,所述风管1通过连接件连接于隧道2顶部,所述柔性顶面11的轮廓适配所述隧道2顶部内壁的形状,所述连接件沿所述隧道2纵向间隔分布有若干排,每排包含沿所述柔性顶面11宽度方向间隔设置的若干个挂件3。
所述柔性顶面11和柔性底面12均为不透风材质的风筒布,如选用高强聚脂玻璃纤维织成涂覆基布与PVC改性后作为表面膜的结合,也可以是多层高支梭织面料、压胶面料、防风复合面料,能够避免漏风,同时又能够具有一定的变形能力,所述风管1靠近所述隧道2一侧的轮廓形状适配拱顶内壁的形状,能够在有限的高度内增大通风的断面,空间利用率高又不侵占施工作业空间,利于保证施工安全和效率,所述风管1包含柔性顶面11和柔性底面12,使得所述风管1具有一定变形空间,柔性的风管1配合间隔设置的各断面的所述连接件,能够有效保持通道的形状和通风面积,有利于避免所述风管1顶面积水,同时,又能够通过调整相邻两个所述挂件3的间距微调进风量,有利于解决高海拔隧道施工较大需风量的问题,满足施工隧道复杂的环境要求。
所述连接件相邻两排的间距其中,ωm表示所述风管1容许的最大挠度,包括所述柔性底面12在自重作用下容许的最大挠度以及所述柔性底面12在风压作用下容许的最大挠度,通过上述挠度反算出l1,在设计时,将实际工况容许的最大塌落变形量代入ωm,进而确定l1;g表示所述风管1的自重;E表示所述风管1的材料的弹性模量;Ixc表示所述风管1的截面惯性矩,Ixc包含所述柔性底面12的截面惯性矩以及所述柔性顶面11的截面惯性矩其中,R表示所述柔性顶面11的半径;p表示所述风管1内的风压;b表示所述风管1的宽度;d表示所述风管1的厚度(图中未示出厚度)。
实施例2
本发明所述的一种用于隧道施工的自适应形通风结构,其结构与实施例1大致相同,其不同之处在于,进一步的,为有效保持所述风管1的通道形状和通风面积,避免设置底部支撑,减少隧道中的安装工序,所述风管1还可连接有骨架,所述骨架用于支撑所述柔性顶面11和柔性底面12,所述骨架包含若干个断面骨架111及相邻两个断面骨架111之间的连接骨架112。
如图2所示,所述连接骨架112包含第一钢丝和第二钢丝,也可以替换为其他具有变形能力的细长金属构件,所述第一钢丝沿所述柔性顶面11设置并交叉连接相邻两个断面骨架111底部的两端,所述第二钢丝沿所述柔性底面12设置并交叉连接相邻两个断面骨架111底部两端,形成交错设置骨架,避免产生局部变形过大,影响通风效果,为便于展示,图中左侧的节段未示出所述柔性顶面11和柔性底面12。
所述连接骨架112能够替换为包含直杆,所述直杆设于所述风管1顶部,沿所述风管1纵向设置,所述直杆采用型钢构件,如图3所示。
所述骨架还能够替换为设于所述风管1底部内侧的钢支撑。
实施例3
本发明所述的一种用于隧道施工的自适应形通风结构,其结构与实施例1大致相同,其不同之处在于,如图4所示,还包含支撑部件,所述支撑部件用于支撑风管1,所述支撑部件包含设于所述隧道2两侧的支架4,所述支架4沿所述隧道2纵向间隔分布,所述支架4通过拉筋或锚杆连接于所述隧道2,所述支架4可采用角钢构件。由于设置了所述支架4,能够提升所述风管1的稳定性,因此,无需设置实施例2中的所述骨架,有利于减轻所述风管1的重量。
如图5所示,所述支撑部件还包含相对的两个所述支架4之间的横梁5,所述横梁5也可以采用型钢构件,利于稳定支撑,保证较大通风量时风管1的稳定性,避免所述风管1局部出现过大的变形。所述横梁5能够替换为格栅。
当设有所述横梁5,所述连接件相邻两排的间距与相邻两个所述横梁5的间距中的较大值l2需满足其中,ωm1表示所述柔性底面12在自重作用下容许的最大挠度,根据实际工况容许的最大塌落变形量取值;E表示所述风管1的材料的弹性模量;b表示所述风管1的宽度;d表示所述风管1的厚度;p表示所述风管1内的风压;g表示所述风管1的自重。
优选的,所述连接件相邻两排的间距与相邻两个所述横梁5的间距相等
实施例4
本发明所述的一种用于隧道施工的自适应形通风结构,其结构与实施例3大致相同,其不同之处在于,本发明所述的一种用于隧道施工的自适应形通风结构,还可在所述横梁5上方设置布面层6,所述布面层6可完全封闭相邻两个所述横梁5之间的间隔,保证通长设置的支撑面积,保证所述柔性底面12不会产生过大的变形,如图6所示。所述布面层6也可以设于所述横梁5下方。
或所述布面层6也可以是沿所述隧道2纵向设置的若干个布条,所述布条沿所述隧道2宽度方向间隔分布,在相邻两个所述横梁5之间形成支撑,如图7所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于隧道施工的自适应形通风结构,其特征在于,包含风管(1),所述风管(1)包含柔性顶面(11)和柔性底面(12),所述柔性顶面(11)的轮廓适配所述隧道(2)顶部内壁的形状,所述柔性顶面(11)通过连接件连接于隧道(2)顶部,所述连接件沿所述隧道(2)纵向间隔分布有若干排,每排包含沿所述柔性顶面(11)宽度方向间隔设置的若干个挂件(3)。
4.根据权利要求1-3任一所述的自适应形通风结构,其特征在于,所述风管(1)还设有骨架,所述骨架包含若干个断面骨架(111)及连接相邻两个所述断面骨架(111)之间的连接骨架(112)。
5.根据权利要求4所述的自适应形通风结构,其特征在于,所述连接骨架(112)包含直杆,所述直杆设于所述风管(1)顶部。
6.根据权利要求4所述的自适应形通风结构,其特征在于,所述连接骨架(112)包含第一钢丝和第二钢丝,所述第一钢丝沿所述柔性顶面(11)设置并交叉连接相邻两个断面骨架(111)底部两端,所述第二钢丝沿所述柔性底面(12)设置并交叉连接相邻两个断面骨架(111)底部两端。
7.根据权利要求1所述的自适应形通风结构,其特征在于,还包含支撑部件,所述支撑部件包含设于所述隧道(2)两侧的支架(4),所述支架(4)沿所述隧道(2)纵向间隔分布,所述支架(4)通过拉筋或锚杆连接于所述隧道(2)。
8.根据权利要求7所述的自适应形通风结构,其特征在于,相对的两个所述支架(4)之间连接有横梁(5)。
10.根据权利要求8所述的自适应形通风结构,其特征在于,所述横梁(5)能够替换为格栅。
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