一种隧道施工出渣粉尘扩散模拟装置

本技术涉及隧道施工，具体涉及一种隧道施工出渣粉尘扩散模拟装置。

背景技术：

1、随着隧道建设规模不断扩大，隧道发展呈现出多车道、大断面、线路长的特点。在隧道的施工中，钻孔、爆破、出渣运输、喷射混凝土等施工过程中都会产生大量的粉尘，粉尘不仅对大气环境产生污染，而且对作业人员的职业健康也会产生严重的危害，尤其是长期吸入含有一定浓度游离sio2的粉尘更容易导致严重的职业病——尘肺病。受隧道断面、地质及施工工艺的限制，其粉尘移运规律及风流形式复杂多变，所以粉尘治理是隧道钻爆掘进施工中的一大技术难题。因此，为了改善隧道施工作业环境和预防、减少职业病发生，开展隧道钻爆法施工粉尘移运规律及粉尘控制技术研究是当前的一项紧迫任务。

2、经过调研发现国内外在粉尘运动规律方面的研究取得了一定的成绩，但主要集中于矿山行业，对于交通隧道的粉尘移运规律研究还在起步阶段，很少从理论上研究施工隧道粉尘随风流的运移、沉降和二次飞扬规律等问题，更缺少相关粉尘扩散规律分析的试验装置，尤其是针对交通隧道某一特定施工步骤中粉尘扩散情况的理论及试验研究更是处于起步阶段。

3、因此，有必要设计一种隧道施工出渣粉尘扩散模拟装置以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、本实用新型目的在于提供一种结构精简、可操作性强且能有效模拟隧道施工过程中出渣粉尘扩散规律的隧道施工出渣粉尘扩散模拟装置，其包括隧道模型、隧道通风系统以及产尘装置；所述隧道模型包括隧道壁以及由地面和内壁面组成的隧道腔体；所述隧道通风系统包括通风管，所述通风管布设在隧道壁上用于连通隧道腔体和隧道外；所述产尘装置设置在所述隧道腔体内，其包括具有容纳腔的框架体以及连通容纳腔与隧道腔体的吹风组件；所述框架体包括骨架结构以及挡板，所述挡板可开合式设置在骨架结构上；所述吹风组件包括动力源以及导风管道。本实用新型采用隧道模型、隧道通风系统以及产尘装置的结合，整体模拟装置结构精简；通过控制挡板的开合以及吹风组件，可操作性强，且能实现不同产尘环境的模拟，实用性强。具体技术方案如下：

2、一种隧道施工出渣粉尘扩散模拟装置，包括隧道模型、隧道通风系统以及产尘装置；

3、所述隧道模型包括隧道壁以及由地面和内壁面组成的隧道腔体；

4、隧道通风系统包括通风管，所述通风管布设在隧道壁上用于连通隧道腔体和隧道外；

5、所述产尘装置设置在所述隧道腔体内，其包括具有容纳腔的框架体以及连通容纳腔与隧道腔体的吹风组件；所述框架体包括骨架结构以及挡板，所述挡板可开合式设置在骨架结构上；所述吹风组件包括动力源以及导风管道，所述导风管道的一端与框架体的容纳腔连通，另一端与动力源连接。

6、优选的，所述框架体上还设有用于过滤掉部分粉尘粒子的粉尘过滤网。

7、优选的，所述产尘装置的出尘方向为隧道纵向；所述挡板的数量为一块，所述粉尘过滤网集成在所述挡板上。

8、优选的，所述产尘装置的出尘方向为隧道竖向；所述挡板的数量为两块，两块挡板沿出尘方向设置在骨架结构的两端，所述粉尘过滤网设置在所述骨架结构的顶部。

9、优选的，所述挡板上设有永磁铁；所述骨架结构上设有与电源连接的电磁铁，所述电磁铁与所述永磁铁匹配设置，通过电磁铁和永磁铁的组合实现所述挡板可开合式设置在骨架结构上。

10、优选的，所述隧道模型的材质为透明的亚克力板。

11、优选的，所述导风管道靠近动力源的一端设有除尘网。

12、优选的，还包括粉尘检测组件，所述粉尘检测组件包括沿隧道腔体的轴线方向布设的多组粉尘浓度检测单件；所述粉尘浓度检测单件包括沿隧道腔体中掌子面布设的多个粉尘浓度传感器。

13、优选的，还包括控制器，所述产尘装置以及粉尘检测组件均与所述控制器连接。

14、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种隧道施工出渣粉尘扩散模拟装置，其特征在于，包括隧道模型(1)、隧道通风系统(2)以及产尘装置(3)；

2.根据权利要求1所述的隧道施工出渣粉尘扩散模拟装置，其特征在于，所述框架体(3.1)上还设有用于过滤掉部分粉尘粒子的粉尘过滤网(3.13)。

3.根据权利要求2所述的隧道施工出渣粉尘扩散模拟装置，其特征在于，所述产尘装置(3)的出尘方向为隧道纵向；所述挡板(3.12)的数量为一块，所述粉尘过滤网(3.13)集成在所述挡板(3.12)上。

4.根据权利要求2所述的隧道施工出渣粉尘扩散模拟装置，其特征在于，所述产尘装置(3)的出尘方向为隧道竖向；所述挡板(3.12)的数量为两块，两块挡板沿出尘方向设置在骨架结构(3.11)的两端，所述粉尘过滤网(3.13)设置在所述骨架结构(3.11)的顶部。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的隧道施工出渣粉尘扩散模拟装置，其特征在于，所述挡板(3.12)上设有永磁铁；所述骨架结构(3.11)上设有与电源连接的电磁铁，所述电磁铁与所述永磁铁匹配设置，通过电磁铁和永磁铁的组合实现所述挡板(3.12)可开合式设置在骨架结构(3.11)上。

6.根据权利要求1所述的隧道施工出渣粉尘扩散模拟装置，其特征在于，所述隧道模型(1)的材质为透明的亚克力板。

7.根据权利要求6所述的隧道施工出渣粉尘扩散模拟装置，其特征在于，所述导风管道(3.21)靠近动力源的一端设有除尘网(3.22)。

8.根据权利要求1所述的隧道施工出渣粉尘扩散模拟装置，其特征在于，还包括粉尘检测组件，所述粉尘检测组件包括沿隧道腔体的轴线方向布设的多组粉尘浓度检测单件；所述粉尘浓度检测单件包括沿隧道腔体中掌子面布设的多个粉尘浓度传感器。

9.根据权利要求8所述的隧道施工出渣粉尘扩散模拟装置，其特征在于，还包括控制器，所述产尘装置(3)以及粉尘检测组件均与所述控制器连接。

技术总结
本技术涉及隧道施工技术领域，具体提供一种隧道施工出渣粉尘扩散模拟装置，其包括隧道模型、隧道通风系统以及产尘装置；所述隧道模型包括隧道壁以及由地面和内壁面组成的隧道腔体；所述隧道通风系统包括通风管，所述通风管布设在隧道壁上用于连通隧道腔体和隧道外；所述产尘装置设置在所述隧道腔体内，其包括具有容纳腔的框架体以及连通容纳腔与隧道腔体的吹风组件；所述框架体包括骨架结构以及挡板，所述挡板可开合式设置在骨架结构上；所述吹风组件包括动力源以及导风管道。本技术采用隧道模型、隧道通风系统以及产尘装置的结合，整体模拟装置结构精简；通过控制挡板的开合以及吹风组件，实现不同产尘环境的模拟，实用性强。

技术研发人员：杨伟超,王靖国,刘小军,蔡永昌,宋金深,唐代国,雷明锋,邓锷
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：20240103
技术公布日：2024/9/23