水电站地下洞室施工期通排风系统布置结构技术领域
本发明涉及地下洞室施工期通风散烟领域，具体涉及一种水电站地下洞室
施工期通排风系统布置结构。
背景技术
水电站地下隧道是包括主厂房、主变室、引水洞、尾水洞、母线洞、交通
洞等众多洞室组成的复杂洞室群，各洞室纵横交错，布置密集，施工环节相互
协调、相互影响，施工工艺复杂。在隧道施工过程中，钻孔、爆破、出渣等施
工过程会产生大量污染物，一旦超过控制标准，将对施工人员的健康和安全造
成威胁。
通过调研猴子岩水电站、洛渡水电站、向家坝水电站等大型水电站地下洞
室群施工期通排风系统布置，结合国内外专家在白鹤滩水电站导流洞现场试验
发现，目前我国水电行业地下工程开挖阶段的通风状况主要存在以下几个问题：
(1)地下洞室群的整体和局部通风状况均缺乏通风理论方面的系统研究。
(2)通风机械的配置多从感性、历史经验出发，缺乏设备最佳布置点选择
以及自然通风与相邻工作面的统筹考虑，各洞室内气流极不稳定。
(3)通、排风能力与洞室开挖需求不匹配。
(4)压风系统漏风率高，通风距离较长时，供风量小，通风设备不能满足
长距离供风要求。
(5)对施工通道和通风通道没有进行系统的研究。
(6)自然通风利用不够充分，基本没有设置排风系统，仅靠压入风提供施
工所需新鲜空气；机械通风效率没有得到充分有效发挥，工作面有效风量使用
率低、风机运行效率低，主要表现在局部回流循环损失和风流短路现象严重。
发明内容
本发明克服了现有技术的中大型水电站地下洞室群施工期通排风系统布置
具有在施工过程中通风效果不好等不足，提供一种能够保证水电站各个洞室施
工过程中具有良好通风散烟效果的水电站地下洞室施工期通排风系统布置结
构。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种水电站地下洞室施工期通排风系统布置结构，它主要由主厂房、主变
室、尾水管检修闸门室、尾水调压室、尾水隧洞、公路隧洞以及尾调通气洞组
成；所述主厂房一端为进风口、另一端为出风口，在主厂房进风口的位置安装
有主厂房施工支洞，所述主厂房施工支洞顶部铺设有主厂房进风道，且该主厂
房进风道倾斜设置在主厂房施工支洞内，所述主厂房进风道在其远离主厂房的
端部设有主厂房供风机，在主厂房出风口的位置安装有主厂房排风竖井，并且
该主厂房排风竖井位于主厂房的顶壁上，所述主厂房排风竖井上连接有主厂房
排风平洞，在所述主厂房排风竖井和主厂房排风平洞连接的位置安装有主厂房
排风机和主厂房挡风墙，并且所述主厂房通过主厂房排风竖井和主厂房排风平
洞与尾调通气洞连通；所述主变室一端为进风口、另一端为出风口，在主变室
进风口的位置安装有主变室施工支洞，所述主变室施工支洞顶部铺设有主变室
进风道，且该主变室进风道倾斜设置在主变室施工支洞内，所述主变室进风道
在其远离主变室的端部设有主变室供风机，在主变室出风口的位置安装有主变
室排风竖井，并且该主变室排风竖井位于主变室的顶壁上，所述主变室排风竖
井上连接有主变室排风平洞，在所述主变室排风竖井和主变室排风平洞连接的
位置安装有主变室排风机和主变室挡风墙，并且所述主变室通过主变室排风竖
井和主厂房排风平洞与尾调通气洞连通；所述尾水管检修闸门室一端为进风口、
另一端为出风口，在尾水管检修闸门室进风口的位置安装有尾水管检修闸门室
施工支洞，所述尾水管检修闸门室施工支洞顶部铺设有尾水管检修闸门室进风
道，且该尾水管检修闸门室进风道，倾斜设置在尾水管检修闸门室施工支洞内，
所述尾水管检修闸门室进风道在其远离尾水管检修闸门室的端部设有尾水管检
修闸门室供风机，在尾水管检修闸门室出风口的位置安装有尾水管检修闸门室
排风竖井，并且该尾水管检修闸门室排风竖井位于尾水管检修闸门室的顶壁上，
所述尾水管检修闸门室排风竖井上连接有尾水管检修闸门室排风平洞，在所述
尾水管检修闸门室排风竖井和尾水管检修闸门室排风平洞连接的位置安装有尾
水管检修闸门室排风机和尾水管检修闸门室挡风墙，并且所述尾水管检修闸门
室通过尾水管检修闸门室排风竖井和尾水管检修闸门室排风平洞与尾调通气洞
连通；所述尾水调压室一端为进风口、另一端为出风口，在尾水调压室进风口
的位置安装有尾水调压室施工支洞，所述尾水调压室施工支洞顶部铺设有尾水
调压室进风道，且该尾水调压室进风道倾斜设置在主尾水调压室施工支洞内，
所述尾水调压室进风道在其远离尾水调压室的端部设有尾水调压室供风机，在
尾水调压室出风口的位置安装有尾水调压室排风竖井，并且该尾水调压室排风
竖井位于尾水调压室的顶壁上，所述尾水调压室排风竖井上连接有尾水调压室
排风平洞，在所述尾水调压室排风竖井和尾水调压室排风平洞连接的位置安装
有尾水调压室排风机和尾水调压室挡风墙，并且所述尾水调压室通过尾水调压
室排风竖井和尾水调压室排风平洞与尾调通气洞连通；所述尾水隧洞一端为进
风口、另一端为出风口，在尾水隧洞进风口的位置安装有尾水隧洞施工支洞，
所述尾水隧洞施工支洞顶部铺设有尾水隧洞进风道，且该尾水隧洞进风道倾斜
设置在尾水隧洞施工支洞内，所述尾水隧洞进风道在其远离尾水隧洞的端部设
有尾水隧洞供风机，在尾水隧洞出风口的位置安装有尾水隧洞排风竖井，并且
该尾水隧洞排风竖井位于尾水隧洞的顶壁上，所述尾水隧洞排风竖井上连接有
尾水隧洞排风平洞，在所述尾水隧洞排风竖井和尾水隧洞排风平洞连接的位置
安装有尾水隧洞排风机和尾水隧洞挡风墙，并且所述尾水隧洞通过尾水隧洞排
风竖井和尾水隧洞排风平洞与尾调通气洞连通；所述公路隧洞一端为进风口、
另一端为出风口，在公路隧洞进风口的位置安装有公路隧洞施工支洞，所述公
路隧洞施工支洞顶部铺设有公路隧洞进风道，且该公路隧洞进风道倾斜设置在
公路隧洞施工支洞内，所述公路隧洞进风道在其远离公路隧洞的端部设有公路
隧洞供风机，在公路隧洞出风口的位置安装有公路隧洞排风竖井，并且该公路
隧洞排风竖井位于公路隧洞的顶壁上，所述公路隧洞排风竖井上连接有公路隧
洞排风平洞，在所述公路隧洞排风竖井和公路隧洞排风平洞连接的位置安装有
公路隧洞排风机和公路隧洞挡风墙，并且所述公路隧洞通过公路隧洞排风竖井
和公路隧洞排风平洞与尾调通气洞连通。
更进一步的技术方案是，所述尾调通气洞的断面为城门洞型，并且该断面
的尺寸为9m×8m。
更进一步的技术方案是，所述尾水调压室排风平洞的数量为四条，四条尾
水调压室排风平洞的长度分别为50.41m、51.12m、52.17m、53.38m。
更进一步的技术方案是，所述主厂房排风竖井的高度为37.4m，其横截面的
直径为10m,所述主厂房排风平洞断面的尺寸为5m×5.6m。
更进一步的技术方案是，所述主变室排风竖井的高度为37.4m，其横截面的
直径为10m,所述主变室排风平洞断面的尺寸为5m×5.6m。
更进一步的技术方案是，所述尾水隧洞排风竖井的横截面的直径为3.5m。
更进一步的技术方案是，所述尾水调压室排风平洞的断面的尺寸为3m×3.5。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的通排风系统布置结构具有良好的通风散烟效果，能够保证在
施工过程中将钻孔、爆破、出渣等施工过程产生的大量污染空气排出，对施工
人员健康和安全造成提供保障。
附图说明
图1为本发明一种实施例的水电站地下洞室施工期通排风系统布置结构的
整体结构示意图。
图2为本发明一种实施例的水电站地下洞室施工期通排风系统布置结构中
主厂房通排风结构示意图。
如图所示，其中对应的附图标记名称为：
1主厂房，11主厂房供风机,12主厂房进风道,13主厂房施工支洞,14主厂
房排风竖井,15主厂房排风平洞,16主厂房排风机,17主厂房挡风墙,18污浊空
气,19新鲜空气，2主变室,21主变室供风机,22主变室进风道,23主变室施工支
洞,24主变室排风竖井,25主变室排风平洞，3尾水管检修闸门室,31尾水管检
修闸门室供风机,32尾水管检修闸门室进风道,33尾水管检修闸门室施工支
洞,34尾水管检修闸门室排风竖井,35尾水管检修闸门室排风平洞,4尾水调压
室,41尾水调压室供风机,42尾水调压室进风道,43尾水调压室施工支洞,44尾
水调压室排风竖井,45尾水调压室排风平洞，5尾水隧洞,51尾水隧洞供风机,52
尾水隧洞进风道,53尾水隧洞施工支洞,54尾水隧洞排风竖井,55尾水隧洞排风
平洞,6公路隧洞,61公路隧洞供风机,62公路隧洞进风道,63公路隧洞施工支
洞,64公路隧洞排风竖井,65公路隧洞排风平洞，7尾调通气洞。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
如图1-2所示的一种水电站地下洞室施工期通排风系统布置结构，它主要由
主厂房1、主变室2、尾水管检修闸门室3、尾水调压室4、尾水隧洞5、公路隧洞
6以及尾调通气洞7组成；
所述主厂房1一端为进风口、另一端为出风口，在主厂房1进风口的位置安
装有主厂房施工支洞13，所述主厂房施工支洞13顶部铺设有主厂房进风道12，
且该主厂房进风道12倾斜设置在主厂房施工支洞13内，所述主厂房进风道12在
其远离主厂房1的端部设有主厂房供风机11，在主厂房1出风口的位置安装有主
厂房排风竖井14，并且该主厂房排风竖井14位于主厂房1的顶壁上，所述主厂房
排风竖井14上连接有主厂房排风平洞15，在所述主厂房排风竖井14和主厂房排
风平洞15连接的位置安装有主厂房排风机16和主厂房挡风墙17，并且所述主厂
房1通过主厂房排风竖井14和主厂房排风平洞15与尾调通气洞7连通；
所述主变室2一端为进风口、另一端为出风口，在主变室2进风口的位置安
装有主变室施工支洞23，所述主变室施工支洞23顶部铺设有主变室进风道22，
且该主变室进风道22倾斜设置在主变室施工支洞23内，所述主变室进风道22在
其远离主变室2的端部设有主变室供风机21，在主变室2出风口的位置安装有主
变室排风竖井24，并且该主变室排风竖井24位于主变室2的顶壁上，所述主变室
排风竖井24上连接有主变室排风平洞25，在所述主变室排风竖井24和主变室排
风平洞25连接的位置安装有主变室排风机和主变室挡风墙，并且所述主变室2通
过主变室排风竖井24和主厂房排风平洞25与尾调通气洞7连通；
所述尾水管检修闸门室3一端为进风口、另一端为出风口，在尾水管检修闸
门室3进风口的位置安装有尾水管检修闸门室施工支洞33，所述尾水管检修闸门
室施工支洞33顶部铺设有尾水管检修闸门室进风道32，且该尾水管检修闸门室
进风道32，倾斜设置在尾水管检修闸门室施工支洞(33内，所述尾水管检修闸
门室进风道32在其远离尾水管检修闸门室3的端部设有尾水管检修闸门室供风
机31，在尾水管检修闸门室3出风口的位置安装有尾水管检修闸门室排风竖井
34，并且该尾水管检修闸门室排风竖井34位于尾水管检修闸门室3的顶壁上，所
述尾水管检修闸门室排风竖井34上连接有尾水管检修闸门室排风平洞35，在所
述尾水管检修闸门室排风竖井34和尾水管检修闸门室排风平洞35连接的位置安
装有尾水管检修闸门室排风机和尾水管检修闸门室挡风墙，并且所述尾水管检
修闸门室3通过尾水管检修闸门室排风竖井34和尾水管检修闸门室排风平洞35
与尾调通气洞7连通；
所述尾水调压室4一端为进风口、另一端为出风口，在尾水调压室4进风口
的位置安装有尾水调压室施工支洞43，所述尾水调压室施工支洞43顶部铺设有
尾水调压室进风道42，且该尾水调压室进风道42倾斜设置在主尾水调压室施工
支洞43内，所述尾水调压室进风道42在其远离尾水调压室4的端部设有尾水调压
室供风机41，在尾水调压室4出风口的位置安装有尾水调压室排风竖井44，并且
该尾水调压室排风竖井44位于尾水调压室4的顶壁上，所述尾水调压室排风竖井
44上连接有尾水调压室排风平洞45，在所述尾水调压室排风竖井44和尾水调压
室排风平洞45连接的位置安装有尾水调压室排风机和尾水调压室挡风墙，并且
所述尾水调压室4通过尾水调压室排风竖井44和尾水调压室排风平洞45与尾调
通气洞7连通；
所述尾水隧洞5一端为进风口、另一端为出风口，在尾水隧洞5进风口的位
置安装有尾水隧洞施工支洞53，所述尾水隧洞施工支洞53顶部铺设有尾水隧洞
进风道52，且该尾水隧洞进风道52倾斜设置在尾水隧洞施工支洞53内，所述尾
水隧洞进风道52在其远离尾水隧洞5的端部设有尾水隧洞供风机51，在尾水隧洞
5出风口的位置安装有尾水隧洞排风竖井54，并且该尾水隧洞排风竖井54位于尾
水隧洞5的顶壁上，所述尾水隧洞排风竖井54上连接有尾水隧洞排风平洞55，在
所述尾水隧洞排风竖井54和尾水隧洞排风平洞55连接的位置安装有尾水隧洞排
风机和尾水隧洞挡风墙，并且所述尾水隧洞5通过尾水隧洞排风竖井54和尾水隧
洞排风平洞55与尾调通气洞7连通；
所述公路隧洞6一端为进风口、另一端为出风口，在公路隧洞6进风口的位
置安装有公路隧洞施工支洞63，所述公路隧洞施工支洞63顶部铺设有公路隧洞
进风道62，且该公路隧洞进风道62倾斜设置在公路隧洞施工支洞63内所述公路
隧洞进风道62在其远离公路隧洞6的端部设有公路隧洞供风机61，在公路隧洞6
出风口的位置安装有公路隧洞排风竖井64，并且该公路隧洞排风竖井64位于公
路隧洞6的顶壁上，所述公路隧洞排风竖井64上连接有公路隧洞排风平洞65，在
所述公路隧洞排风竖井64和公路隧洞排风平洞65连接的位置安装有公路隧洞排
风机和公路隧洞挡风墙，并且所述公路隧洞6通过公路隧洞排风竖井64和公路隧
洞排风平洞65与尾调通气洞7连通。
本技术方案中在水电站各个需要施工的区域(例如主厂房1、主变室2、尾
水管检修闸门室3、尾水调压室4、尾水隧洞5、公路隧洞6)首先在它门进风
口的位置均设置施工支洞，然后在施工支洞顶部铺设进风道，再在进风道一端
设置供风机，这样通过供风机就能保证新鲜空气19如图2所示的方向从外部进
入需要施工的区域(例如主厂房1、主变室2、尾水管检修闸门室3、尾水调压
室4、尾水隧洞5、公路隧洞6)，然后在它们出风口位置的顶部均设置排风竖井，
排风竖井上端连通有排风平洞，然后再排风平洞内设置排风机和挡风墙，再将
排风平洞与尾调通气洞7连通，通过尾调通气洞7为住排放通道，然后辐射出
多条排风平洞与需要施工的区域(例如主厂房1、主变室2、尾水管检修闸门室
3、尾水调压室4、尾水隧洞5、公路隧洞6)连通，组成一个系统的排风洞室群，
这样就能最大程度利用排风竖井的自然散烟功能的基础上布置排风机和挡风墙
来增强污浊空气18的排放能力，污浊空气18就能如图2所示的流通方向从需
要施工的区域(例如主厂房1、主变室2、尾水管检修闸门室3、尾水调压室4、
尾水隧洞5、公路隧洞6)中排出，这样就能保证在施工过程中将钻孔、爆破、
出渣等施工过程产生的大量污染空气排出，对施工人员健康和安全造成提供保
障。
本技术方案为主厂房1、主变室2、尾水管检修闸门室3、尾水调压室4、
尾水隧洞5、公路隧洞6均采用进排风通道分离，进风道结合施工支洞布置，各
大洞室顶部布置专用的排风平洞和排风竖井的通排风系统布置结构。
实施例1
实施例1为在某水电站左岸布置通排风系统的结构，此时尾调通气洞7的
全长为1310.94m，尾调通气洞7的断面为城门洞型，并且该断面的尺寸为9m×
8m，在左岸的尾水调压室4上方布置四条长度分别为50.41m、51.12m、52.17m、
53.38m的尾水调压室排风平洞45从而解决尾水调压室4开通时通风散烟问题，
左岸主厂房1上方布置主厂房排风平洞15,左岸主变室2上方布置主变室排风
平洞25，主厂房排风平洞15的长度为288.0m，主变室排风平洞25的长度为
302.7m，主厂房排风竖井14和主变室排风竖井24的高度为37.4m，它们横截面
的直径均为10m，并且该主厂房排风竖井14与主厂房1永久排风竖井下段相结
合，左岸尾水隧洞5上方布置八条尾水隧洞施工支洞53和八个尾水隧洞排风竖
井54，八条尾水隧洞施工支洞53的长度均为15m，八个尾水隧洞排风竖井54
的高度分别为96.9m、95.2m、96.5m、96.5m、89.5m、91.8m、95.4m、96.3m，
尾水隧洞排风竖井54横截面的直径均为Φ＝3.5m,均采用大型反井钻机施工，左
岸公路隧洞施工支洞63长度为204.9m,公路隧洞排风竖井64的高度为51.6m，
其横截面的直径为4.2m。
左岸引水发电系统各主要工作面通风散烟效果良好，但由于左岸尾水管检
修闸门室3和尾水调压室排风竖井44离工作面过远，排风机形成的负压不足以
及时抽出工作面污染空气，各部位空气质量较差，为了解决上述问题，对左岸
局部通风不利位置优化设计：
左岸尾水管检修闸门室3顶拱侧壁新增一条尾水管检修闸门室排风平洞35，
尾水管检修闸门室排风平洞35断面尺寸为3m×3.5m，长度分别为125m，将原
布置在尾水管检修闸门室排风竖井34边的尾水管检修闸门室排风机移至尾水管
检修闸门室排风平洞35洞口，同时设置尾水管检修闸门室当风强增加排污染空
气能力。
实施例2
实施例2为在某水电站左岸布置通排风系统的结构，此时尾调通气洞7的
全长为969.4m，尾调通气洞7的断面为城门洞型，并且该断面的尺寸为9m×8m，
右岸主厂房1上方布置主厂房排风平洞15,右岸主变室2上方布置主变室排风
平洞25，主厂房排风平洞15的长度为242.6m，主变室排风平洞25的长度为
253.2m，主厂房排风竖井14和主变室排风竖井24的高度为33.1m，它们横截
面的直径均为10m，并且该主厂房排风竖井14与主厂房1永久排风竖井下段相
结合，右岸尾水隧洞5上方布置八条尾水隧洞施工支洞53和八个尾水隧洞排风
竖井54，八条尾水隧洞施工支洞53的长度均为15m，八个尾水隧洞排风竖井54
的高度分别为96.9m、95.2m、96.5m、96.5m、89.5m、91.8m、95.4m、96.3m，
尾水隧洞排风竖井54横截面的直径均为Φ＝3.5m,均采用大型反井钻机施工，右
岸公路隧洞施工支洞63长度为79.5m,公路隧洞排风竖井64的高度为53.4m，
其横截面的直径为3.5m。
右岸引水发电系统各主要工作面通风散烟效果良好，但由于右岸尾水管检
修闸门室3和尾水调压室排风竖井44离工作面过远，排风机形成的负压不足以
及时抽出工作面污染空气，各部位空气质量较差，为了解决上述问题，对右岸
局部通风不利位置优化设计：
右岸尾水管检修闸门室3顶拱侧壁新增一条尾水管检修闸门室排风平洞35，
尾水管检修闸门室排风平洞35断面尺寸为3m×3.5m，长度分别为125m，将原
布置在尾水管检修闸门室排风竖井34边的尾水管检修闸门室排风机移至尾水管
检修闸门室排风平洞35洞口，同时设置尾水管检修闸门室当风强增加排污染空
气能力
在右岸尾调锚固观测洞内各布置1条直径2m的排风竖井至四个尾水调压室
4的穹顶，每条竖井井口设置风门调节，将尾水调压室4内的污染空气排入尾调
锚固观测洞；在尾调锚固观测洞靠近尾调通气洞7适当部位布置耳洞，在耳洞
内布置2条直径2m为排风竖井与尾调通气洞7下部耳洞连通，将尾水调压室排
风竖井44口安装的尾水调压室排风机移至在尾调通气洞7下部耳洞中，设置挡
风墙增强排污染空气的能力。
以上具体实施方式对本发明的实质进行详细说明，但并不能对本发明的保
护范围进行限制，显而易见地，在本发明的启示下，本技术领域普通技术人员
还可以进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本发明的
权利要求保护范围之内。