某輸水隧洞工程施工通風設計方案

某輸水隧洞工程施工通風設計某工程XXX標三階段剩余段施工約4492m本階段施工由鉆爆法分別自12#與13#支洞進入主洞相向施工代替TBM獨頭掘進12#支洞全長2600m進入主洞后上游施工2400m下游施工約2600m13#支洞全長1390m，游已施工1140m，上游已施工1762m，還需向上游施工1892m洞身埋深多在250～400m左右開挖斷面51.063m有深埋超長斷面大的特點受地形條件限制單工作面施工長度達5200m，施工難度大，施工通風是其中的關鍵技術問題之一。1.國內(nèi)外長隧洞施工通風現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢隧洞施工通風的過程是不斷向洞內(nèi)提供新鮮空氣用新鮮空氣沖淡和排除各種有害氣體粉塵和煙塵使其濃度降到規(guī)定的允許范圍以內(nèi)，給施工人員創(chuàng)造相對較好的氣候條件，改善洞內(nèi)的施工環(huán)境。2.隧洞施工通風方式隧洞施工通風方式主要有管道式通（即獨頭通風和巷道式通風兩大類它們在長隧道施工的應用中都有新的發(fā)展管道式通風一般用于單口掘進長度3km以內(nèi)的隧洞增加通風長度的途徑是采用大風量風機和大直徑管道并且設法減少風管的漏風在此條件下我國已經(jīng)實現(xiàn)單管單機通風長度7.5km，國外管道通風長度已超過10km。超過3km的隧洞較多采用巷道式通風凡長隧道用管道式通風比較困難的都可以采用巷道通風這些方面國內(nèi)外許多長隧道的施工通風可以借鑒。本段施工通風僅能采取管道式通風。3.管道式通風管壓入和吸出可逆式以及混合式等四種其中壓入式和吸出式還有管道通風系統(tǒng)由風機和風管組成。其通風方式通常分為壓入式、吸出式和采用局扇之分為在較短時間內(nèi)解決集中于開挖工作面的炮煙污染以采用吸出式通風為好當運輸車輛內(nèi)燃機排出的有害氣體，散布于全隧洞為避免裝碴工作面的環(huán)境條件惡化以壓入式通風為好采用鉆爆法和無軌運輸方式施工的隧洞最好采用混合式或可逆式通風即爆破排煙時進行吸出式通風出碴時進行壓入式通風使用局扇有助于消除開挖工作面的炮煙渦流停滯區(qū)。管道通風受風管的阻力和漏風影響通風距離一般不能太長因是隨著風管的延伸接頭增多除風量漏失量增加外同時風管的摩擦阻力增大，壓力下降，送到工作面的有效風量也就減少。4.施工通風施工通風設計依《鐵路隧道施工規(guī)范和本施組的施工工作面安排進行設計。4.1.通風設計洞內(nèi)施工所需風量根據(jù)洞內(nèi)同時工作的最多人數(shù)所需要的空氣量或使同一時間爆破的最多炸藥用量產(chǎn)生的有害氣體降低到允許濃度所需要的空氣量或使同時在洞內(nèi)作業(yè)的內(nèi)燃機械產(chǎn)生的有害氣體稀釋到允許濃度所需要的空氣量或滿足洞內(nèi)允許最小風速要求等條件進行計算確定。以其中最大者選擇通風設備。(1).按內(nèi)同時工作的最多人數(shù)計算風量QqmKq——洞內(nèi)每人每分鐘所需新鮮空氣量m3/min《隧規(guī)規(guī)定按每人每分鐘3m3計算；m——洞內(nèi)同時工作最多人數(shù)，按50人/工作面考慮；K——風量務用系數(shù)，取1.10～1.15。(2).按足洞內(nèi)允許最小風速要求計算風量Q60svS——隧洞斷面，m2；V——允許是小風速，全斷面開挖取0.15m/s；(3).按內(nèi)同一時間內(nèi)爆破使用的最多炸藥用量計算風量Q5AbtQ—爆破排煙所需風量，m/min；t—通風時間；A—一次爆破炸藥消耗量,kg；b—一公斤炸藥爆破時所構成的一氧化碳體積（L，一般采用b=40L；(4)接照爆破后稀釋一氧化碳至許可最高濃度的計算風量采用混合式通風：a.B.H.洛寧公式：3吸t混壓3吸t混壓 Q —壓入風機送入的風量m3/minL—吸出式風管末端到作面的距離，m；A—一次爆破炸藥消耗量,kg；S—隧洞斷面，m混壓 Q混吸=1.1～1.2Q混Q —吸出風機應吸出的吸風管口風量(5).按混QHssHDDHEEq供風量不小于3m3/（min·KW）式中：Q—內(nèi)燃機械作業(yè)所需風量m3/min；Hs—裝碴機械總功率

s—裝碴機械的工作效率；HD—運輸類汽車總功率，KW；D—運輸類汽車的工作效率；HE—其他類機械總功率KW；

E—其他類機械的工作效率q—內(nèi)燃機械單位功率供風量m3（minKW。風量計算結果①按人數(shù)計算風量時所需要風量為172.53/min。②按最小風速計算風量時所需要風量為459.93/min。③按爆破使用的最多炸藥用量所需要風量為16553/min?；靿?混④接爆破后稀釋一氧化碳至許可最高濃度所需風量為：Q 109.26m/min,Q 131.11混壓 混⑤按內(nèi)燃機械作業(yè)所需風量為2415/min。4.2.風阻計算通風阻力則因選擇的風管直徑和風機型號以及送風距離的不同會有很大差距這里選擇了直徑1.6m的通風管通過理論計算其通風阻力表達式如下：當送風距離L=2000m時通風阻力H=7.21Q（Qf為風機出口風量；當送風距離L=3000m時，通風阻力H=9.18Q2；當送風距離L=4000m時，通風阻力H=10.49Q。圖 風機性能曲線驗證圖通過圖和風機性能曲線的交點驗證可知是比較合理的，圖中(1)線為L=2000m時(2)線為L=3000m(3)線為L=4000m時需指出的是如果選擇的風管直徑過小會導致通風阻力過大不能滿足送風需要；如果選擇的風管直徑過大，又會造成浪費。4.3.通風設備選擇及配置根據(jù)上面的計算結果，軸流風機選擇了NO12.5型通風機，風管選擇了便于裝卸和維修的PVC拉鏈式軟風管各通風設備的性能參數(shù)和配置數(shù)量見下表。4.4.施工通風布置12#、13#兩個工區(qū)施工通風布置見附圖。上游下游軸風(）軸風(力）下游流機接上游下游軸風(）軸風(力）下游流機接主要通風設備參數(shù)表名稱型號技術參數(shù)數(shù)量速度風壓（Pa）風量m3mKW）軸流風機NO12.514804002800110×21#、3#支洞口各一臺，主支洞交叉段：1#主洞內(nèi)內(nèi)兩端各一臺13#洞內(nèi)上游一臺射流風機SSF-No功率30速8/s。12#、13#洞末端一臺拉鏈式軟管PCФ60㎜平均百米漏風率0.02阻系數(shù)00每節(jié)長度節(jié)或1m/（2m/節(jié)占5%以。1#需20m1#需50m4.5.施工通風管理a.由專業(yè)隊伍進行現(xiàn)場施工通風管理和實施，風管安裝必須平、直順通風管路轉彎處安設剛性彎頭并且彎度平緩避免轉銳角彎，以減小管路沿程阻力和局部阻力，并且要加強日常維修和管理。b.必須配有專業(yè)技術人員對現(xiàn)場通風效果進行檢測根據(jù)檢測結果及時進行階段調整。c.必要時可以根據(jù)檢測結果及時對通風系統(tǒng)作局部調整必須保證洞內(nèi)氣溫不得高于28℃、一氧化碳（CO）和二氧化氮（NO2）濃度在通風20min后分別降到20mg/3和mg/3以下，以滿足施工需要。d.風機必須配有專業(yè)風機司機負責操作并作好運轉記錄上崗前必須進行專業(yè)培訓，培訓合格后方可上崗。e.電工必須定期檢修風機及時發(fā)現(xiàn)和解決故障保證風機正常運轉。4.6.對施工的要求a.為了保證風機能夠正常啟動和運轉必須為風機提供合適的供電設備。b.加強日常通風檢測保證足夠的風量和風壓并且要愛護通風管路，避免對通風管路的破壞，降低漏風率。c.要求通風管每節(jié)長度大部分為20/節(jié)，根據(jù)掌子面銜接風管長度的需要可以配置少量10m/節(jié)的風管。d.洞口風機需要安設在距離洞口20m以外的上風向避免發(fā)生污風循環(huán)；風管出風口距開挖工作面的距離不超過30m。e.因為所選擇的風管直徑較大必須保證隧道有足夠的凈空避免發(fā)生過往車輛和機械刮破風管而影響施工。f.由于采用無軌運輸，運輸車輛的尾氣排放口應安設凈化裝置，以降低對隧道內(nèi)施工環(huán)境的污染程度。g.行人和運輸車輛必須按照設計線路行走涉及到三通閥門配風的要合理調整施工工序，避免兩個工作面同時放炮出碴、同時送風。h.要求封閉的橫通道必須及時封閉并且要封堵嚴密避免發(fā)生污風循環(huán)。4.7.其它措施因為該隧道為特長隧道采用的內(nèi)燃設備較多功率較大運輸車輛排放的尾氣量很大隧道開挖產(chǎn)生的有害氣體和粉塵也較多為了避免對施工人員和大氣造成危害計劃對洞內(nèi)排出的污風進行空氣質量監(jiān)測如果發(fā)現(xiàn)不符合排放標準及時采取有效的處理措施以滿足環(huán)境保護的要求①水幕降塵器降塵水幕降塵器具有噴水顆粒細產(chǎn)霧量大能夠封鎖整個隧道斷面，除降塵外還可以吸收易溶于水的有害氣體（S02、NH3等。②隧道干式除塵機除塵隧道干式除塵機除塵用于噴砼和裝碴時的除塵通過調整供風的風速控制粉塵根據(jù)經(jīng)驗當洞內(nèi)風速達到1.5～3.0m/s時作業(yè)地點中空氣粉塵的含量會降低至最低。③隧道施工照明照明和動力線分層架設電纜線懸