隧道加湿降尘养护方法及隧道加湿降尘养护系统与流程

本发明涉及隧道养护，特别地，涉及一种隧道加湿降尘养护方法。此外，本发明还涉及一种包括上述隧道加湿降尘养护方法的隧道加湿降尘养护系统。

背景技术：

1、随着道路交通建设和市政工程建设的不断增加，隧道施工也不断增加，加强隧道施工的安全控制显得更加重要，而隧道通风技术是保证隧道施工安全和工人健康的一个重要方面。在隧道施工中，由于洞身爆破、渣土运输产生的岩石粉末和车辆尾气、扬尘等大量存在，使隧道内空气质量下降，不利于施工安全和工人健康。为确保隧道施工的空气质量，隧道的以往通风方式风管式、巷道式、风墙式是目前隧道施工中最主要的通风降尘方式，以上方式对降低隧道掌子面在钻孔、爆破及开挖时产生的粉尘浓度效果显著，但对隧道洞碴出碴及车辆运输过程中产生的，悬浮于隧道内部的粉尘效果极其有限。同时掌子面爆破完成后的围岩排险、排危工作中扬尘严重影响挖机操作人员工作视线，而现有技术通常需50min左右，才能恢复正常掌子面施工，无法紧凑施工，严重滞后施工工期。

2、近年来，国内外运营隧道由于隧道衬砌病害相继出现了数起危及行车安全的事故。这些衬砌病害都险些造成严重的行车事故，危及运营安全。为保证隧道运营安全，提高隧道衬砌施工质量，降低病害发生率，隧道衬砌混凝土的早期养护是养护过程中的重中之重，其养护质量直接影响后期隧道混凝土的强度与耐久性。目前在隧道施工中，衬砌养护一般采用自然养护和简单的喷水养护处理。上述养护方法受外界环境以及人为因素影响较大，养护效果不佳，难以保证衬砌的质量和使用寿命。

3、因此，如何解决加速隧道内快速通风质量与隧道二衬施工早期养护效果问题，对工程建设工期和施工过程人员在有限空间作业安全性、运营过程二衬施工质量和使用寿命有着直接的影响。

4、现有技术中的常用的隧道通风机的结构是由通风机和通风软管组成，通风机布置在隧洞外，通风软管始端连接在风机末端，延伸至送风部位。但随着隧道掘进进尺增加，通风机距掌子面较远，在地温较高的情况下施工作业人员普遍感觉通风机吹送进隧道内的风太热，隧道作业范围的空气温度较高，在这种恶劣的作业环境下长期工作，对作业人员的身体健康非常不利，且对衬砌混凝土的强度和裂缝的发展不利；

5、现有技术中的热蒸发式辅助通风系统加湿能耗大，能量效率低，将电加热管浸没在水中，电热管产生热量，从而使水沸腾变成水蒸气，从而增加隧道有限空气温度，产生的高温水蒸气对输送管道和洞内作业环境均有恶劣影响。类似已有专利如专利号：202320604295.8中公开了一种隧道超声水雾降尘装置，通过使用超声加湿的方式解决隧道通风降尘困难，通风降尘效果差的问题，但使用养护台车经常需同步挪动且在隧道内有限作业空间内无法避免对正常施工车辆通行造成一定的影响，降低施工效率，且拆卸、拼装操作导致施工成本较高；

6、现有技术中的冷热中和式蒸发式辅助通风系统，该系统中通过干冷空气与高温水蒸气中和的方式调和通风管内气温，但缺乏稳定控制调和空气温度的闭环反馈措施。同时，隧道内的气温和通风管道温度也随时间不断变化，导致进入通风管道的水蒸气将随着通风管道内外气温差在输送过程中进一步冷凝，附着在通风管壁上，进一步降低加湿效率，将饱和湿空气直接输送到掌子面，然后随气流从掌子面返回二衬部位，对掌子面的降尘效果较好，但长途跋涉后饱和湿空气中大量的水蒸气逐步冷凝，空气湿度逐步降低，从而导致养护效果较差，因此该方式会造成更多能量浪费，加湿效率低下。

技术实现思路

1、本发明提供了一种隧道加湿降尘养护方法及隧道加湿降尘养护系统，以解决现有技术中的加湿降尘养护方法因能耗大、利用率低且空间占用大影响施工的技术问题。

2、根据本发明的一个方面，提供一种隧道加湿降尘养护方法，包括：

3、s1.设计隧道养护系统，包括通风系统、供水系统以及控制系统，设计加湿装置分别连接通风系统以及供水系统，通风系统包括通风管道以及连接于通风管道一侧的卷哨伸缩管道，卷哨伸缩管道设计呈涡卷构造，卷哨伸缩管道上开设多个次级出风口；

4、s2.搭建隧道养护系统；

5、s3.进行隧道加湿降尘养护，使卷哨伸缩管道与通风管道连通进而使卷哨伸缩管道在风力作用下伸展顶抵二衬腰部并稳固；开启加湿装置使进入通风系统的空气加湿；

6、s4.完成隧道加湿降尘养护，使卷哨伸缩管道的入口端关闭，卷哨伸缩管道蜷缩回涡卷构造。

7、作为上述技术方案的进一步改进，步骤s1包括：卷哨伸缩管道的端部以及通风管道的外壁分别匹配设计连接结构；步骤s2包括：搭建通风系统的风机以及通风管道后，将各卷哨伸缩管道通过连接结构匹配连接至通风管道。

8、作为上述技术方案的进一步改进，步骤s1包括：通风管道设计为分段装配式构造，每一段通风管道上设置有所述连接结构。

9、作为上述技术方案的进一步改进，控制系统包括限压限流感应阀门，步骤s2包括：将限压限流感应阀门安装至供水系统与加湿装置之间，调试限压限流感应阀门，使限压限流感应阀门在水压达到预设值时开启并在水压低于预设值时关闭。

10、作为上述技术方案的进一步改进，步骤s2包括：于供水系统设置调压阀门；步骤s3还包括：若在掌子面施工状态下，水压达到预设值开启限压限流感应阀门；若在掌子面未施工状态下，通过调压阀门调节供水系统的供水压力，使水压达到预设值。

11、作为上述技术方案的进一步改进，控制系统包括设置于所述连接结构的闸门，所述闸门为匣板阀或电闸；步骤s3还包括：开启闸门，使卷哨伸缩管道与通风管道连通；步骤s4还包括：关闭闸门，使卷哨伸缩管道的入口端关闭。

12、作为上述技术方案的进一步改进，步骤s1包括：设计二衬预埋件，并与卷哨伸缩管道的安装位置匹配；卷哨伸缩管道在风力作用下伸展顶抵二衬腰部后，步骤s3还包括：通过连接件分别连接预埋件与卷哨伸缩管道进行支撑。

13、作为上述技术方案的进一步改进，控制系统还包括检测模块，用于检测隧道内对应的养护范围的二次衬砌的温湿度；步骤s3包括：控制系统根据温湿度传感器的反馈控制通风管道与卷哨伸缩管道的连通状态以及控制加湿装置的启停。

14、作为上述技术方案的进一步改进，所述检测模块设置于目标养护范围的二次衬砌和浇筑成型且养护完成的二次衬砌之间，所述检测模块还用于监测浇筑成型且养护完成的二次衬砌的挤压裂缝和/或顶部岩体下沉情况。

15、根据本发明的另一方面，还提供了一种隧道加湿降尘养护系统，其包括上述隧道加湿降尘养护方法，所述加湿装置包括超声加湿器。

16、本发明具有以下有益效果：

17、本隧道加湿降尘养护方法通过设计隧道养护系统，基于现有隧道中的通风系统和供水系统结构进一步通过设计控制系统、加湿装置以及呈涡卷构造的卷哨伸缩管道搭建隧道养护系统，通过超声波雾化的方式加湿，并可根据需求控制加湿装置的开启以及卷哨伸缩管道的伸展，卷哨伸缩管道进风口开启后即可基于通风管道中风力的分力进行伸展，使其自由端的端部抵接至二衬腰部完成稳固，经加湿装置加湿后的湿润空气经卷哨伸缩管道的次级出风口输出，实现对隧道洞内的加湿降尘养护，降低加湿能耗，提高加湿效率，避免了加湿过程中气温反复变化的过程造成的冷凝和湿度丧失，完成养护或工程设备、车辆等需通过时，通过关闭卷哨伸缩管道的入口端使其蜷缩回涡卷状态，本隧道降尘养护方法通过利用隧道现有的高压水管和通风管路相结合并进一步改进，通过设置卷哨伸缩管道在龄期二衬段落直接将饱和湿空气输送到二衬表面，提高养护覆盖效果，解决了从掌子面返回湿空气的方式养护效果差的问题，卷哨伸缩管道的设计使用能够在非工作状态下蜷缩回涡卷状态，保证了设备、车辆的通过性，更避免了管道垂落时车辆通过导致损坏，同时也保证了驾驶员的视线开阔，保证安全性；本养护方法相比现有养护方法可避免额外增加台车等设备的使用，减少隧道内空间占用，降低养护成本、提高养护效率，保证在隧道有限空间内的作业环境及交通通畅。

18、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。