两河口隧道施工通风方案 } z7yS.{
一、工程简介 <5ULu(b&$
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。 evVxzU&
二、通风方案的比选及技术优化 6D{70onY+
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。 bV#j@MJ~0
(一)风量和风压的确定 %y)hYLOJ
1、基本计算参数 wp:Zur5Y
①隧道断面 (按Ⅲ类围岩计算); KXWz(L!1
②循环进尺 ; {)Wa"|+
③一次爆破炸药用量 ; UvqnNA
④洞内作业人数50人; a,fcR<
⑤内燃设备装机功率 ; V%zo[A
⑥通风时间 ; %\!0*(8
⑦风管直径 ; N\CHIsVm>
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 ; ;2sP3!*
⑨炮烟抛掷长度 。 : 'jVA
2、爆破需风量计算 moMNd(p
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。 rj1%IzaXU^
①按洞内最小风速计算风量: 5.kKg=a
最小风速按 计算(国际隧协规定的最小风速为 ), Uqly|FS &n
②按洞内最多工作人员计算风量: :x?G[x=
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, 'I2[}>mj2
③按稀释爆破烟计算风量: N5x I;UV9'
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——一次爆破产生的炮烟体积: ; t0^)Q$
——一次爆破产生的有害气体: ; &oFgZ .
——允许浓度取法规限制值 ; lr
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——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 。 cf%2A1I2W
④按稀释内燃机废气计算风量: 3B$|B,
内燃机械作业时每千瓦供风量取 , 机械设备的平均利用率80%,内燃机总功率: (见表1) MOuEsm;
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根据上述计算取其中的最大值 ,为隧道工作面所需新鲜风量。供风长度按2700m计,考虑风管漏风,则风机提供的风量应为: DKl\N~{F
表1 dzV2;
名称 型号 单位 功率 数量 备注 ,z+n@sUR:
装载机 柳工ZL50D 台 162KW 2 8>X] wA6q
自卸车 北方奔驰 辆 162KW 2 aHNn!9#1
合计 648KW 4 OY!WEP$F-C
3、风压的计算 EKmn@S-&P
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 。 ,V;HMF.
①动压:取100Pa; I.%EYAai
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; A[:(#iR5-E
③沿程摩擦阻力: ]2iEi`"[
式中: e&Z ?I2J
——摩擦阻力系数,取 ; ^r{N^
——风管长,取2700m; '\"5qB
——风管周长, ; (>*L-&-
——漏风系数, ; YH{n
——工作面所需风量,为 ; "`*
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——重力加速度,取 ; D\DwBZ>
——风管断面积, 。 D\pX@Sx,v[
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4、高原地区风机的风量及风压修正 *nV"X0&
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。 5BM6Pnle
选择风机的依据风量、风压分别为: [-R[rF
L#!m|_Mz
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式中: ++=jh6
——空气重度高程校正系数,取海拔高程 , ; &(|x-OT
(二)机械设备的选型 V2'5doo
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。 :fnK`RnaQ
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。 "Sw raq
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。 Mh@n>+IR
(三)通风方式的选择与确定 _93:_L
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。 [?2,(X0yh1
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。 v:NQrN
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。 [|(=15;
三、通风系统安装、布置 8,&Y\b`..
(一)风机安装 qga?-oz,<6
1、洞外风机安装 akWOE}5#
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。 va0}?fy.O%
2、洞内风机安装 bE3mOml
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。 9H+Q/Q*-a
(二)风管悬挂安装 3L{)Y`P
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。 4"\%/kG
隧洞通风系统布置详见“图2 隧洞通风系统布置示意图” $|AasT5w
四、加强隧道通风的主要技术措施 Hv%$6,/ *v
(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。 ff00s+
(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。 (?"z!dg c
(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。 ;f)AM}~^Q
(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。 ^S!;snhn
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