某輸水隧洞工程施工通風(fēng)設(shè)計(jì)方案

某輸水隧洞工程施工通風(fēng)設(shè)計(jì)某工程XXX標(biāo)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(jìn)入主洞相向施工代替TBM獨(dú)頭掘進(jìn)12#支洞全長(zhǎng)2600m進(jìn)入主洞后上游施工2400m下游施工約2600m13#支洞全長(zhǎng)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(zhǎng)斷面大的特點(diǎn)受地形條件限制單工作面施工長(zhǎng)度達(dá)5200m，施工難度大，施工通風(fēng)是其中的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。1.國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)隧洞施工通風(fēng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)隧洞施工通風(fēng)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(duì)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(fēng)方式隧洞施工通風(fēng)方式主要有管道式通（即獨(dú)頭通風(fēng)和巷道式通風(fēng)兩大類它們?cè)陂L(zhǎng)隧道施工的應(yīng)用中都有新的發(fā)展管道式通風(fēng)一般用于單口掘進(jìn)長(zhǎng)度3km以內(nèi)的隧洞增加通風(fēng)長(zhǎng)度的途徑是采用大風(fēng)量風(fēng)機(jī)和大直徑管道并且設(shè)法減少風(fēng)管的漏風(fēng)在此條件下我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)單管單機(jī)通風(fēng)長(zhǎng)度7.5km，國(guó)外管道通風(fēng)長(zhǎng)度已超過10km。超過3km的隧洞較多采用巷道式通風(fēng)凡長(zhǎng)隧道用管道式通風(fēng)比較困難的都可以采用巷道通風(fēng)這些方面國(guó)內(nèi)外許多長(zhǎng)隧道的施工通風(fēng)可以借鑒。本段施工通風(fēng)僅能采取管道式通風(fēng)。3.管道式通風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)和風(fēng)管組成。其通風(fēng)方式通常分為壓入式、吸出式和采用局扇之分為在較短時(shí)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(fēng)為好當(dāng)運(yùn)輸車輛內(nèi)燃機(jī)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(fēng)為好采用鉆爆法和無軌運(yùn)輸方式施工的隧洞最好采用混合式或可逆式通風(fēng)即爆破排煙時(shí)進(jìn)行吸出式通風(fēng)出碴時(shí)進(jìn)行壓入式通風(fēng)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(fēng)受風(fēng)管的阻力和漏風(fēng)影響通風(fēng)距離一般不能太長(zhǎng)因是隨著風(fēng)管的延伸接頭增多除風(fēng)量漏失量增加外同時(shí)風(fēng)管的摩擦阻力增大，壓力下降，送到工作面的有效風(fēng)量也就減少。4.施工通風(fēng)施工通風(fēng)設(shè)計(jì)依《鐵路隧道施工規(guī)范和本施組的施工工作面安排進(jìn)行設(shè)計(jì)。4.1.通風(fēng)設(shè)計(jì)洞內(nèi)施工所需風(fēng)量根據(jù)洞內(nèi)同時(shí)工作的最多人數(shù)所需要的空氣量或使同一時(shí)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(shí)在洞內(nèi)作業(yè)的內(nèi)燃機(jī)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(fēng)速要求等條件進(jìn)行計(jì)算確定。以其中最大者選擇通風(fēng)設(shè)備。(1).按內(nèi)同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算風(fēng)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(jì)算；m——洞內(nèi)同時(shí)工作最多人數(shù)，按50人/工作面考慮；K——風(fēng)量務(wù)用系數(shù)，取1.10～1.15。(2).按足洞內(nèi)允許最小風(fēng)速要求計(jì)算風(fēng)量Q60svS——隧洞斷面，m2；V——允許是小風(fēng)速，全斷面開挖取0.15m/s；(3).按內(nèi)同一時(shí)間內(nèi)爆破使用的最多炸藥用量計(jì)算風(fēng)量Q5AbtQ—爆破排煙所需風(fēng)量，m/min；t—通風(fēng)時(shí)間；A—一次爆破炸藥消耗量,kg；b—一公斤炸藥爆破時(shí)所構(gòu)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(jì)算風(fēng)量采用混合式通風(fēng)：a.B.H.洛寧公式：3吸t混壓3吸t混壓 Q —壓入風(fēng)機(jī)送入的風(fēng)量m3/minL—吸出式風(fēng)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(fēng)機(jī)應(yīng)吸出的吸風(fēng)管口風(fēng)量(5).按混QHssHDDHEEq供風(fēng)量不小于3m3/（min·KW）式中：Q—內(nèi)燃機(jī)械作業(yè)所需風(fēng)量m3/min；Hs—裝碴機(jī)械總功率

s—裝碴機(jī)械的工作效率；HD—運(yùn)輸類汽車總功率，KW；D—運(yùn)輸類汽車的工作效率；HE—其他類機(jī)械總功率KW；

E—其他類機(jī)械的工作效率q—內(nèi)燃機(jī)械單位功率供風(fēng)量m3（minKW。風(fēng)量計(jì)算結(jié)果①按人數(shù)計(jì)算風(fēng)量時(shí)所需要風(fēng)量為172.53/min。②按最小風(fēng)速計(jì)算風(fēng)量時(shí)所需要風(fēng)量為459.93/min。③按爆破使用的最多炸藥用量所需要風(fēng)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(fēng)量為：Q 109.26m/min,Q 131.11混壓 混⑤按內(nèi)燃機(jī)械作業(yè)所需風(fēng)量為2415/min。4.2.風(fēng)阻計(jì)算通風(fēng)阻力則因選擇的風(fēng)管直徑和風(fēng)機(jī)型號(hào)以及送風(fēng)距離的不同會(huì)有很大差距這里選擇了直徑1.6m的通風(fēng)管通過理論計(jì)算其通風(fēng)阻力表達(dá)式如下：當(dāng)送風(fēng)距離L=2000m時(shí)通風(fēng)阻力H=7.21Q（Qf為風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量；當(dāng)送風(fēng)距離L=3000m時(shí)，通風(fēng)阻力H=9.18Q2；當(dāng)送風(fēng)距離L=4000m時(shí)，通風(fēng)阻力H=10.49Q。圖 風(fēng)機(jī)性能曲線驗(yàn)證圖通過圖和風(fēng)機(jī)性能曲線的交點(diǎn)驗(yàn)證可知是比較合理的，圖中(1)線為L(zhǎng)=2000m時(shí)(2)線為L(zhǎng)=3000m(3)線為L(zhǎng)=4000m時(shí)需指出的是如果選擇的風(fēng)管直徑過小會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)阻力過大不能滿足送風(fēng)需要；如果選擇的風(fēng)管直徑過大，又會(huì)造成浪費(fèi)。4.3.通風(fēng)設(shè)備選擇及配置根據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果，軸流風(fēng)機(jī)選擇了NO12.5型通風(fēng)機(jī)，風(fēng)管選擇了便于裝卸和維修的PVC拉鏈?zhǔn)杰涳L(fēng)管各通風(fēng)設(shè)備的性能參數(shù)和配置數(shù)量見下表。4.4.施工通風(fēng)布置12#、13#兩個(gè)工區(qū)施工通風(fēng)布置見附圖。上游下游軸風(fēng)(）軸風(fēng)(力）下游流機(jī)接上游下游軸風(fēng)(）軸風(fēng)(力）下游流機(jī)接主要通風(fēng)設(shè)備參數(shù)表名稱型號(hào)技術(shù)參數(shù)數(shù)量速度風(fēng)壓（Pa）風(fēng)量m3mKW）軸流風(fēng)機(jī)NO12.514804002800110×21#、3#支洞口各一臺(tái)，主支洞交叉段：1#主洞內(nèi)內(nèi)兩端各一臺(tái)13#洞內(nèi)上游一臺(tái)射流風(fēng)機(jī)SSF-No功率30速8/s。12#、13#洞末端一臺(tái)拉鏈?zhǔn)杰浌躊CФ60㎜平均百米漏風(fēng)率0.02阻系數(shù)00每節(jié)長(zhǎng)度節(jié)或1m/（2m/節(jié)占5%以。1#需20m1#需50m4.5.施工通風(fēng)管理a.由專業(yè)隊(duì)伍進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工通風(fēng)管理和實(shí)施，風(fēng)管安裝必須平、直順通風(fēng)管路轉(zhuǎn)彎處安設(shè)剛性彎頭并且彎度平緩避免轉(zhuǎn)銳角彎，以減小管路沿程阻力和局部阻力，并且要加強(qiáng)日常維修和管理。b.必須配有專業(yè)技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)效果進(jìn)行檢測(cè)根據(jù)檢測(cè)結(jié)果及時(shí)進(jìn)行階段調(diào)整。c.必要時(shí)可以根據(jù)檢測(cè)結(jié)果及時(shí)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)作局部調(diào)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(fēng)20min后分別降到20mg/3和mg/3以下，以滿足施工需要。d.風(fēng)機(jī)必須配有專業(yè)風(fēng)機(jī)司機(jī)負(fù)責(zé)操作并作好運(yùn)轉(zhuǎn)記錄上崗前必須進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，培訓(xùn)合格后方可上崗。e.電工必須定期檢修風(fēng)機(jī)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決故障保證風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。4.6.對(duì)施工的要求a.為了保證風(fēng)機(jī)能夠正常啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)必須為風(fēng)機(jī)提供合適的供電設(shè)備。b.加強(qiáng)日常通風(fēng)檢測(cè)保證足夠的風(fēng)量和風(fēng)壓并且要愛護(hù)通風(fēng)管路，避免對(duì)通風(fēng)管路的破壞，降低漏風(fēng)率。c.要求通風(fēng)管每節(jié)長(zhǎng)度大部分為20/節(jié)，根據(jù)掌子面銜接風(fēng)管長(zhǎng)度的需要可以配置少量10m/節(jié)的風(fēng)管。d.洞口風(fēng)機(jī)需要安設(shè)在距離洞口20m以外的上風(fēng)向避免發(fā)生污風(fēng)循環(huán)；風(fēng)管出風(fēng)口距開挖工作面的距離不超過30m。e.因?yàn)樗x擇的風(fēng)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(jī)械刮破風(fēng)管而影響施工。f.由于采用無軌運(yùn)輸，運(yùn)輸車輛的尾氣排放口應(yīng)安設(shè)凈化裝置，以降低對(duì)隧道內(nèi)施工環(huán)境的污染程度。g.行人和運(yùn)輸車輛必須按照設(shè)計(jì)線路行走涉及到三通閥門配風(fēng)的要合理調(diào)整施工工序，避免兩個(gè)工作面同時(shí)放炮出碴、同時(shí)送風(fēng)。h.要求封閉的橫通道必須及時(shí)封閉并且要封堵嚴(yán)密避免發(fā)生污風(fēng)循環(huán)。4.7.其它措施因?yàn)樵撍淼罏樘亻L(zhǎng)隧道采用的內(nèi)燃設(shè)備較多功率較大運(yùn)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(duì)施工人員和大氣造成危害計(jì)劃對(duì)洞內(nèi)排出的污風(fēng)進(jìn)行空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)如果發(fā)現(xiàn)不符合排放標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)采取有效的處理措施以滿足環(huán)境保護(hù)的要求①水幕降塵器降塵水幕降塵器具有噴水顆粒細(xì)產(chǎn)霧量大能夠封鎖整個(gè)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(jī)除塵隧道干式除塵機(jī)除塵用于噴砼和裝碴時(shí)的除塵通過調(diào)整供風(fēng)的風(fēng)速控制粉塵根據(jù)經(jīng)驗(yàn)當(dāng)洞內(nèi)風(fēng)速達(dá)到1.5～3.0m/s時(shí)作業(yè)地點(diǎn)中空氣粉塵的含量會(huì)降低至最低。③隧道施工照明照明和動(dòng)力線分層架設(shè)電纜線懸