CN209818097U - 高原隧道通风加压装置 - Google Patents

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张凯
李建斌
王杜娟
李光
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Abstract

本实用新型提出一种高原隧道通风加压装置,包括洞内密封系统,所述的洞内密封系统包括前腔隔仓板,前腔隔仓板上设有前腔伸缩装置,前腔伸缩装置与前腔密封连接,前腔密封与隧道配合,前腔隔仓板的前部形成前腔,加压动力系统与压力调节系统连通,压力调节系统和换风系统伸至前腔内。本实用新型的优点:保证洞内前腔隧道施工作业面环境压力稳定到1bar(平原压力);编组列车及人员可以方便穿行于洞内前腔、过渡腔、洞内后腔;洞内PM2.5检测设备实时监控洞内颗粒物浓度,并进行预警换气操作,保证洞内空气适合施工人员作业;洞内前腔、过渡腔、洞内后腔均配备声能电话、防爆电话方便洞内调度。

Description

高原隧道通风加压装置
技术领域
本实用新型涉及隧道施工设备,特别是指一种高原隧道通风加压装置。
背景技术
川藏铁路即将大规模开始建设,由于川藏铁路海拔一般位于4000米左右,大气压约为0.5bar左右,大概是平原大气压的一半,人员在此海拔洞内施工一般会有高原反应,出现头疼、头晕、眼花、耳鸣、全身乏力、行走困难等状况,如不对施工隧道进行通风加压,将会极大影响正常施工。
采用高原隧道通风加压装置,可以将隧道内施工环境的压力稳定到1bar(平原压力),从而高效施工。
高原隧道通风加压装置包括洞内前腔和洞内后腔密封系统,保证密封好洞内前腔;洞内前腔压力调节系统,保证洞内前腔压力为1bar左右;过渡腔加减压系统,保证编组列车及人员穿梭;洞内前腔换风系统,根据洞内PM2.5浓度及氧气含量,实时更新洞内空气;通讯及照明系统,及时通讯可以方便洞内调度。
实用新型内容
本实用新型提出一种高原隧道通风加压装置,解决了高原环境恶劣,影响施工的问题。
本实用新型的技术方案是这样实现的:一种高原隧道通风加压装置,包括洞内密封系统,所述的洞内密封系统包括前腔隔仓板,前腔隔仓板上设有前腔伸缩装置,前腔伸缩装置与前腔密封连接,前腔密封与隧道配合,前腔隔仓板的前部形成前腔,加压动力系统与压力调节系统连通,压力调节系统和换风系统伸至前腔内。
所述的加压动力系统包括高压管路,高压管路经过空压机、储气罐、后腔储气罐与压力调节系统连通。
所述的高压管路上设有位于空压机与储气罐之间的冷干机和过滤器。
所述的高压管路上设有位于储气罐与后腔储气罐之间的接力储气罐和接力空压机。
所述的压力调节系统包括前腔管路,前腔管路分为两路,一路经过单座调节阀伸至前腔内,另一路经过气动减压件分为两路,一路与单座调节阀连通,另一路经过减压阀I分为两路,一路与PI控制器连通,另一路与压力变送器连通,PI控制器与单座调节阀连通,PI控制器与压力变送器连通,压力变送器与位于单座调节阀后端部分的管路连通。
所述的前腔通过安全管路与后腔连通,安全管路上设有安全阀。
所述的前腔伸缩装置为前腔伸缩气缸。
所述的换风系统包括两通风管,一通风管通过通风机连通前腔和洞外,另一通风管连通前腔和后腔。
所述的前腔内设有空气质量检测设备和避险仓。
所述的洞内密封系统还包括后腔隔仓板,后腔隔仓板上设有后腔伸缩装置,后腔伸缩装置与后腔密封连接,后腔密封与隧道配合,前腔隔仓板与后腔隔仓板之间形成过渡腔,后腔隔仓板的后部形成后腔,加压动力系统与加减压系统连通,加减压系统伸至过渡腔内。
所述的加减压系统包括过渡腔管路,过渡腔经过减压组件后伸至过渡腔内。
所述的过渡腔经过两组减压组件后伸至过渡腔内。
所述的减压组件包括单向阀、减压阀和压力表。
所述的过渡腔管路经过减压组件后再经过流量计。
所述的过渡腔通过安全管路与后腔连通,安全管路上设有安全阀。
所述的过渡腔内设有三通平衡管,管一端经过球阀I伸至前腔,管另一端位于过渡腔内并设有球阀I,管另一端经过球阀I、过渡腔内的压力表、后腔内的压力表伸至后腔。
所述的后腔伸缩装置为后腔伸缩气缸。
本实用新型的优点:保证洞内前腔隧道施工作业面环境压力稳定到1bar(平原压力);编组列车及人员可以方便穿行于洞内前腔、过渡腔、洞内后腔;洞内PM2.5检测设备实时监控洞内颗粒物浓度,并进行预警换气操作,保证洞内空气适合施工人员作业;洞内前腔、过渡腔、洞内后腔均配备声能电话、防爆电话方便洞内调度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型洞内密封系统撑出示意图。
图3为图2的侧视图。
图4为本实用新型洞内密封系统回收示意图。
图5为图4的侧视图。
图中:1-前腔隔仓板,2-前腔伸缩气缸,3-前腔密封,4-后腔隔仓板,5-后腔伸缩气缸,6-后腔密封,7-空压机,8-储气罐,9-高压管路,10-接力储气罐,11-接力空压机,12-后腔储气罐,13-球阀I,14-气动减压件,15-减压阀I,16-PI控制器,17-压力变送器,18-单座调节阀,19-球阀II,20-球阀III,21-单向阀,22-减压阀II,23-压力表,24-减压阀III,25-流量计,26-闸阀,27-防爆电话,28-消音器,29-通风机,30-通风管,31-蝶阀I,32-蝶阀II,33-安全阀,34-补偿式环境压力表,35-防爆钟表,36-温湿度计,37-声能电话,38-应急照明灯,39-后腔密封门,40-前腔密封门,41-前腔,42-过渡腔,43-后腔,44-空气质量检测设备,45-球阀IV,46-避险仓,47-压力传感器,48-预警装置,49-冷干机,50-过滤器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示,一种高原隧道通风加压装置,包括洞内密封系统、加压动力系统、压力调节系统、加减压系统和换风系统。
洞内密封系统包括前腔隔仓板1和后腔隔仓板4,前腔隔仓板1上设有前腔伸缩气缸2,前腔伸缩气缸2与前腔密封3连接,前腔密封3与隧道配合,后腔隔仓板4上设有后腔伸缩气缸5,后腔伸缩气缸5与后腔密封6连接,后腔密封6与隧道配合,前腔隔仓板1的前部形成前腔41,前腔隔仓板1与后腔隔仓板4之间形成过渡腔42,后腔隔仓板4的后部形成后腔43,前腔隔仓板1上设有前腔密封门40,后腔隔仓板4上设有后腔密封门39。
加压动力系统包括高压管路9,高压管路9经过空压机7、球阀III20、冷干机49、球阀III20、过滤器50、球阀III20、储气罐8、接力储气罐10、接力空压机11、后腔储气罐12后分为两路,一路与压力调节系统连通,另一路与加减压系统连通。
压力调节系统包括前腔管路,高压管路9经过后腔储气罐12后的一路与前腔管路连通,前腔管路经过球阀IV45后分为两路,一路经过单座调节阀18伸至前腔41内后分为两路,经过球阀IV45后的另一路经过球阀I13、气动减压件14分为两路,一路与单座调节阀18连通,另一路经过减压阀I15分为两路,一路与PI控制器16连通,另一路与压力变送器17连通,PI控制器16与单座调节阀18连通,PI控制器16与压力变送器17连通,压力变送器17与位于单座调节阀18后端部分的管路连通,此连通处前后的管路上均设有球阀III20。
加减压系统包括过渡腔管路,高压管路9经过后腔储气罐12后的另一路与过渡腔管路连通,过渡腔管路经过单向阀21、减压阀II22、压力表23、单向阀21、减压阀III24、压力表23、转子流量计25分为两路,一路经过后腔内的闸阀26后伸至过渡腔,然后经过单向阀21、消音器28,另一路直接伸至过渡腔,然后经过单向阀、闸阀26和消音器28。
换风系统包括两通风管30,一通风管30经过洞外的通风机29、后腔的蝶阀I31、前腔的蝶阀I31,从而连通前腔41和洞外,另一通风管30经过后腔的蝶阀II32、前腔的蝶阀II32,从而连通前腔41和后腔43。
前腔41和过渡腔42均通过安全管路与后腔43连通,安全管路上设有安全阀33。
过渡腔42内设有三通平衡管,管一端经过球阀I13伸至前腔41,管另一端位于过渡腔42内并设有球阀I13,管另一端经过球阀I13、过渡腔42内的压力表23、后腔43内的压力表23伸至后腔43。
过渡腔42与后腔43之间设有两连通管,一连通管上设有后腔的闸阀26和消音器28,另一连通管上设有过渡腔的闸阀26和后腔的消音器28。
所述的前腔41内设有空气质量检测设备44、避险仓46、压力传感器47、预警装置48。过渡腔42内设有补偿式环境压力表34、防爆钟表35、温湿度计36和应急照明灯38。前腔41、过渡腔42、后腔43之间连通有防爆电话27和声能电话37。
一种高原隧道通风加压装置,包括洞内密封系统、加压动力系统、压力调节系统、加减压系统和换风系统。
本实用新型施工方式:通过前腔隔仓板、后腔隔仓板和隧道壁将隧洞分为三个腔室,依次分别为前腔、过渡腔和后腔,通过前腔伸缩气缸控制前腔密封,后腔伸缩气缸控制后腔密封,实现各个腔室的密封或打开。前腔隔仓板、后腔隔仓板上分别安装前腔密封门、后腔密封门,用于编组列车及人员穿梭。隧道在不断往前掘进时,需要在洞壁采用铁模注浆等方式,间隔制作高平整度的隧道密封断面,用来不断向前移动,保证洞内前腔尽量小的漏气量。
加压动力系统包括洞外的空压机,空压机将压缩空气输送到储气罐,再通过高压管路将压缩空气输送到接力储气罐(随着隧道距离的延伸,根据管道压损及管道耐压强度增加接力空压机和接力储气罐),再通过接力空压机接力增压输送到洞内的后腔储气罐,分别进入压力调节系统和加减压系统。
压力调节系统包括前腔管路,来自后腔储气罐的压缩空气进入前腔管路,一路经过球阀IV分为两路,一路经过单向调节阀直接伸入前腔,保证前腔内压力稳定,另一路经过球阀I,进入气动减压三联件压力减到4bar,4bar压缩空气分为两路,一路4bar压缩空气为单座调节阀提供动力源,另一路4bar压缩空气经过减压阀I进一步的减压到1.4bar,1.4bar压缩空气分为两路,一路1.4bar压缩空气为PI控制器提供动力源,另一路1.4bar压缩空气为压力变送器提供动力源。PI控制器对X口与设定压力1bar比较,通过Y口的压缩空气控制单座调节阀的开度大小,来稳定洞内前腔工作区域压力为1bar常压。
加减压系统包括过渡腔管路,来自后腔储气罐的压缩空气进入过渡腔管路,然后经过单向阀,通过观察压力表调节减压阀II减压到4bar,再进入单向阀,再次通过观察压力表调节减压阀III减压到1bar,通过转子流量计观察压缩空气的流量,并通过手动闸阀控制空气的流量,消声器可以减小空气的噪音。
前腔与后腔之间安装1bar的安全阀,保证前腔压力不超过1bar。过渡腔与洞内后腔之间安装1bar的安全阀,保证洞过渡腔压力不超过1bar。
换风系统通过通风机、通风管向洞内输送新鲜空气,洞内有PM2.5及氧气含量检测设备,实时检测洞内前腔空气质量,如果空气质量较差,首先洞内空气更换预警灯和警报响起,洞内前腔施工人员进入避险舱保压躲避,压力调节系统的气动球阀IV停止关闭,两个气动蝶阀I、两个气动蝶阀II打开,洞外通风机启动,隧道采用压入式通风,直到洞内PM2.5检测空气合格,洞外通风机停止,两个气动蝶阀I、两个气动蝶阀II关闭,压力调节系统的气动球阀IV打开,洞内空气更换预警灯和警报停止,施工人员将避险舱与洞内前腔互通平衡压力,从避险舱出来继续施工。
洞内前腔与过渡腔之间通过三通平衡管连通,当编组列车及人员要进入洞内前腔时,通过手动球阀I平衡前腔与过渡腔之间的压力。
洞内后腔通讯等系统为洞内前腔、过渡腔、洞内后腔提供了通讯服务,可以高效完成隧道内的调度。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高原隧道通风加压装置,包括洞内密封系统,其特征在于:所述的洞内密封系统包括前腔隔仓板(1),前腔隔仓板(1)上设有前腔伸缩装置,前腔伸缩装置与前腔密封(3)连接,前腔密封(3)与隧道配合,前腔隔仓板(1)的前部形成前腔(41),加压动力系统与压力调节系统连通,压力调节系统和换风系统伸至前腔(41)内。
2.根据权利要求1所述的高原隧道通风加压装置,其特征在于:所述的加压动力系统包括高压管路(9),高压管路(9)经过空压机(7)、储气罐(8)、后腔储气罐(12)与压力调节系统连通。
3.根据权利要求2所述的高原隧道通风加压装置,其特征在于:所述的高压管路(9)上设有位于空压机(7)与储气罐(8)之间的冷干机(49)和过滤器(50)。
4.根据权利要求2所述的高原隧道通风加压装置,其特征在于:所述的高压管路(9)上设有位于储气罐(8)与后腔储气罐(12)之间的接力储气罐(10)和接力空压机(11)。
5.根据权利要求1所述的高原隧道通风加压装置,其特征在于:所述的压力调节系统包括前腔管路,前腔管路分为两路,一路经过单座调节阀(18)伸至前腔(41)内,另一路经过气动减压件(14)分为两路,一路与单座调节阀(18)连通,另一路经过减压阀I(15)分为两路,一路与PI控制器(16)连通,另一路与压力变送器(17)连通,PI控制器(16)与单座调节阀(18)连通,PI控制器(16)与压力变送器(17)连通,压力变送器(17)与位于单座调节阀(18)后端部分的管路连通。
6.根据权利要求1所述的高原隧道通风加压装置,其特征在于:所述的换风系统包括两通风管(30),一通风管(30)通过通风机(29)连通前腔(41)和洞外,另一通风管连通前腔(41)和后腔(43)。
7.根据权利要求1所述的高原隧道通风加压装置,其特征在于:所述的前腔(41)内设有空气质量检测设备(44)和避险仓(46)。
8.根据权利要求1所述的高原隧道通风加压装置,其特征在于:所述的洞内密封系统还包括后腔隔仓板(4),后腔隔仓板(4)上设有后腔伸缩装置,后腔伸缩装置与后腔密封(6)连接,后腔密封(6)与隧道配合,前腔隔仓板(1)与后腔隔仓板(4)之间形成过渡腔(42),后腔隔仓板(4)的后部形成后腔(43),加压动力系统与加减压系统连通,加减压系统伸至过渡腔(42)内。
9.根据权利要求8所述的高原隧道通风加压装置,其特征在于:所述的加减压系统包括过渡腔管路,过渡腔经过减压组件后伸至过渡腔(42)内。
10.根据权利要求8所述的高原隧道通风加压装置,其特征在于:所述的过渡腔(42)内设有三通平衡管,管一端经过球阀I(13)伸至前腔(41),管另一端位于过渡腔(42)内并设有球阀I(13),管另一端经过球阀I(13)、过渡腔(42)内的压力表(23)、后腔(43)内的压力表(23)伸至后腔(43)。
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