两河口隧道施工通风方案 * dk(<g=fM
一、工程简介 g \ou+M#
两河口隧道位于四川雅江县境内雅砻江左岸,设计为双向行驶双车道高海拔公路隧道,全长5855米。其中我部承担出口段2770米的施工任务。隧道最大断面125.2m2,最大开挖宽度为13.84米,最大开挖高度为9.24米,坡道坡度为0.3%和-0.8%。施工采用钻爆法开挖,独头掘进,挖掘机配合装载机装碴,无轨运输出碴。施工通风需解决的问题:一是毒害气体,主要来源于爆破炮烟,无轨运输车辆柴油机废气,二是粉尘,主要来源于岩尘、炮烟、水泥尘、烟尘等。 =BJe}AV
二、通风方案的比选及技术优化 Koj9]2<0
为了做到通风一次成功,我们根据施工组织设计,对风量、风压进行科学论证,合理选用通风设备,并认真进行测定,加强风机、风管的安装和维修管理。 ^FVmP d*1
(一)风量和风压的确定 &49WfctT
1、基本计算参数 6eA)d#
①隧道断面 (按Ⅲ类围岩计算); uu"hu||0_
②循环进尺 ; -yTIv*y
③一次爆破炸药用量 ; p )]x,F
④洞内作业人数50人; Hl'AnxE
⑤内燃设备装机功率 ; N R4\TU
⑥通风时间 ; F2ISg'
⑦风管直径 ; 9\T9pjdZE
⑧参照秦岭特长铁路隧道的试验成果,风管平均百米漏风率取 ,风管摩阻系数取 ; _OS,zZ0
⑨炮烟抛掷长度 。 (ss,x CF
2、爆破需风量计算 1L!jI2~x}
在隧道施工通风的风量计算中,需计算排除炮烟所需的风量和排出粉尘所需风量,按施工隧道内的最多人数计算风量,按最低允许风速计算风量及按稀释和排除内燃机废气等计算风量,并取其中的最大值作为最终需风量进行通风系统的设计。 W-Vc6cq
①按洞内最小风速计算风量: )CmHC3
最小风速按 计算(国际隧协规定的最小风速为 ), F?0Q AA
②按洞内最多工作人员计算风量: )qOcx
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一般标准为每人新鲜空气 ,洞内作业人员按50人计算,风量备用系数取1.2, 0IP0zil
③按稀释爆破烟计算风量: -_eG/o=M
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——一次爆破产生的炮烟体积: ; 0&b;!N!vJ
——一次爆破产生的有害气体: ; Cud!JpL
——允许浓度取法规限制值 ; LafBf6wds
——2号硝铵炸药爆破产生的有害气体CO的标准发生量为 ,在这取 。 G;/l[mvh,
④按稀释内燃机废气计算风量: 9sd}Z,l
内燃机械作业时每千瓦供风量取 , 机械设备的平均利用率80%,内燃机总功率: (见表1) B7YE+
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根据上述计算取其中的最大值 ,为隧道工作面所需新鲜风量。供风长度按2700m计,考虑风管漏风,则风机提供的风量应为: [Fv,`*/sm
表1 DyA/!%g
名称 型号 单位 功率 数量 备注 UO!} 0'
装载机 柳工ZL50D 台 162KW 2 Df:/r%
自卸车 北方奔驰 辆 162KW 2 zK{}
合计 648KW 4 Y(2Z<d
3、风压的计算 rKd|s7l
为将所需风量送入指定位置,并达到规定的风速,必须克服沿途阻力,并在出口保持一定的风速和风压, 则通风机应有足够的风压以克服管道系统阻力,即 ,在这取 。 53pT{2]zAi
①动压:取100Pa; yF%e)6
②局部压力损失:由于直线隧道风流有一曲线,但风管断面不变化,可取管路局部压力损失100Pa; )0"T?Ivp]
③沿程摩擦阻力: }UQ,B
式中: C*B5"s"
——摩擦阻力系数,取 ; -T-yt2h(
——风管长,取2700m; mV)t
——风管周长, ; (TO<SY3AB
——漏风系数, ; $b2~H+u(
——工作面所需风量,为 ; V0&7MY *
——重力加速度,取 ; kC6Y?g
——风管断面积, 。 3bjCa\ "
故 W}}ZP];
4、高原地区风机的风量及风压修正
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两河口隧道海拔均在2660m左右,大气气压降低,选通风机时的风量、风压均需进行修正,我部参照兰新铁路兰武段乌鞘岭隧道(海拔2600m)的修正公式进行修正。 H{Lt,#
选择风机的依据风量、风压分别为: 2tCw{Om*
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式中: MpvGF7H
——空气重度高程校正系数,取海拔高程 , ; w^YXnLLJG
(二)机械设备的选型 q;IuV&B
合理的通风方案要求通风系统设计合理,风机风管相匹配。如果片面追求大风量风机,而风管直径小,或者风管直径大而风机风量小,都难以保证好的通风效果。 V[kn'QkWv
1.风机:根据计算风机应提供的风量和风压及现有设备选型。压入式通风机采用轴流式通风机,其额定风量为2250 m3/min,风压为6000Pa,发电机功率为2×115KW。 qt/6o|V
2.风管:一般情况下,取开挖面积的1/25~1/20为柔性风管过风面积,同时要使风管与风机相匹配,据此选配Φ1500mm(压入)和Φ1000mm(吸出)的强力橡胶软管,每节长10m,软风管接头方式为双反边拉链式接头,安装方便、密封性能好。 Wa.!eAe}
(三)通风方式的选择与确定 w(t1m]pF[
通风方式采用大功率通风机将新鲜空气压送到掌子面,然后将废气从里往外挤出。这种通风方式适应于短距离下坡道隧道,而我们施工是0.3和-0.8%的上下坡隧道,当掘进到1700m变坡点距离时,与洞口高差为5m,掌子面的底面高与洞口150°拱部相等,掘进到终点2770m时,掌子面与变坡点高差为8.5m,掌子面的底面高与变坡点洞顶相等,油烟废气根本挤不出来,反而把中间变坡段洞搞得乌烟瘴气,看不见人影,严重的影响职工的身心健康和施工进度。只有千方百计把洞内油烟废气用管道直接排出洞外,才能最终解决通风排烟问题。因此,我们分两个阶段组织施工通风系统。 .;.Zbhm
第一阶段为0-1700m,这时是0.3%坡度上坡, 在洞外安装一台SDDY-11NO12.5A型轴流通风机 ( ,设计风量 ),配直径1.5m软风管进行单机单管压入式通风。新鲜空气自洞外经风机风管进入开挖面,污浊空气沿洞身排出洞外。 ^Jdg%U?
第二阶段是1700m-终端,这时进入下坡段,采用压入与吸出混合通风,洞口安装一台SDDY-11NO12.5A型轴流通风机不变,另在变坡点处安装一台轴流通风机( ,设计风量 ),配直径1.2m软风管。新鲜空气自洞外经风机风管进入开挖面,污浊空气沿洞身经边坡点,由另一台风机抽排出洞外。此外,在洞内初期支护喷砼施工处施工台架安装上一台小型通风机,架设一条Φ800mm通风管往洞外排烟。 [KbLEMrPba
三、通风系统安装、布置
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(一)风机安装 ,Mi'NO
1、洞外风机安装 BI<9xl]a
为了保证压入较好的新鲜空气,风机安装于洞外距洞口约20m处,为了使通风机运转平稳,我们用浆砌片石砌筑1.5m高的机座,将通风机固定在上面,并用螺杆连接牢固。为了防止通风机和配电柜雨淋受潮及防止他人触电发生意外,在风机和配电柜上方搭盖雨棚和护栏。 es\
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2、洞内风机安装 burSb:JF
洞内大功率风机安装在K11+600回车道处,安装方法同洞外风机。小型风机安装在初期支护喷锚施工台车上,它的主要优点是移动方便,台车走它也自然跟着走,节约很多人力和时间,只需摘取或增挂风管,同时喷砼施工时也可开机排烟。 PxvxZJf$@
(二)风管悬挂安装 8m
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风管与风机连接处用铁丝捆绑加固软风管。大风管悬挂在进洞右侧岩体或衬砌墙体上,约离地面1.5m高,小风管悬挂在大风管上方,挂设风管要平、直、顺,以减少风管的局部阻力。作业时,先每隔5m打眼,安装锚杆,然后布ф6钢筋拉线,用紧线器张紧,风管吊挂在拉线下。风管悬吊要稳固,高度一致。 x2aG5@<3
隧洞通风系统布置详见“图2 隧洞通风系统布置示意图” )1R[X!KQ7
四、加强隧道通风的主要技术措施 @H(7Mt
(一)组织专门的通风工班,建立健全管理制度,通风机派专人管理值守,按规程要求操作风机,定期检修和润滑风机。 qQO*:_ezzk
(二)狠抓“防漏降阻”工作,只有管道漏风率和摩阻系数小,才能确保单机送风距离长,效果好。因此,要求设专职风管维修工,每班必须对全部风管进行检查,不平、不顺之处及时调直调平,发现风管破损漏风,及时处理。轻微破损的管节,采用快干胶水粘补,粘补后30分钟不得送风;严重破损的管节,必须及时更换,从而降低漏风系数,保证管道密封度。 $=^}J6
(三)加强运输设备的维修保养制度,按照设备管理要求定期维修,特别是进气和燃油系统,进行强化保养,并坚持燃油沉淀过滤制度,减少废气的排放量。 fQg^^ZXe"
(四)对施工产生的粉尘进行综合治理,除采用常规的机械通风、湿式凿岩、出碴洒水、冲洗岩帮、个人防护外,还可采取局部净化的处理方法,控制尘源所产生的粉尘扩散等措施,可大大改善工作面的环境质量。 Eb63O
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