《探讨西秦岭隧道店子坪斜井段施工通风技术应用[公路隧道]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《探讨西秦岭隧道店子坪斜井段施工通风技术应用[公路隧道]（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、公路 隧道 2 0 1 2年第 1期 总第 7 7 期 西秦 岭隧道店 子坪斜 井段施工通风技术应 用 汪 黎 中铁十八局集团沙特麦加轻轨 摘 要通过对西秦岭隧道店子坪斜井施工段施工通风方案进行分析 以及对超大功率风机方案和普通风机接 力方案进行比选 从隧道内需风量及风压计算到设备选型及通风系统布置 全面介绍长大隧道施工通风技术 关键词特长隧道接力式通风独头压风式通风 近年来 隧道设计越来越长 施工通风难度 日益 增大 同时 由于科技不断进步 出现特长隧道专用 通风机 且功率不断增大 使我们在解决特长隧道施 工通风问题上 除了传统 的接力式通风系统外 又开 拓了新 的思路 1 工程概 况 兰渝
2、铁路是 国家 中长期铁路 网规划 中西北至 西南 的区际新通道 其 中咽喉性控制工程西秦岭特 长隧道采用两座单线 隧道设计方案 两座 隧道 中心 线间距 4 0 m 线 路 整 体 呈 西 北一东南 走 向 全 长 2 8 2 3 4 k m 隧道共设 3座辅助坑道 其 中店子 坪一号斜井 自身长 1 8 1 6 m 综合坡率 1 1 2 9 穿过左线经施工 横通道 横通道长 3 2 m 进入右线正洞 主攻方 向 重 庆方 向 施工长度 1 5 0 0 m 副攻方 向 兰州方向 施工 长度 1 0 2 0 m 斜 井 为单 车道 断 面 高 宽 6 m 5 m 按照设计初步计划 斜井井身范围内
3、安装两条 p 1 5 m风管 正洞内安装 1 8 m风管或 1 5 m风 管 2 斜井进入右线正洞内所需风量计算 2 1 按洞 内同时工作的最多人数计算风量 Q 一 3 k m 式中 Q洞 内每人每分钟所需新鲜空气量 隧规 规 定按每人每分钟 3 m 计算 m洞 内同时工作最多 人数 副攻方 向按 4 5人考虑 主攻方 向按 6 O人考 虑 k为风量调整系数 取 1 1 0 1 1 5 计算结果为副攻方向需风量 1 4 8 5 m mi n 主 攻方 向需风量 1 9 8 m rai n 2 2 按满足洞内允许最小风速要求计算风量 Q 一 6 0 S 式 中 S为隧洞开挖断面 7 0 m 为允
4、许最小风速 全断面开挖取 0 1 5 m s 计算结果为主 副攻方向均需风量 6 3 0 m3 rai n 2 3 按同时爆破的最多炸药量计算 Q 一 5 A b t 式中 t 为通风时间 3 0 mi n A 为一次爆破炸药消耗 量 1 9 2 k g b为公斤炸药爆破时所构成 的一氧化碳 体积 一般采用 b 4 0 I 计算结 果 为 主 副 攻 方 向均 需 风 量 1 2 8 0 m mi n 2 4 按爆破后稀释 C O至许可最高浓度计算 Q一 5 b 1 0 A K t 6 0 式 中 A t b符号意义同前 K为风量备用系数 取 1 1 O 计算结果为主 副攻方 向均需风量 5
5、2 8 m mi n 2 5 按压入式通风 3 0 mi n内将齐头工作面爆破产 生的有害气体浓度稀释到允许浓度计算 Q压一 I 0 式 中 S为隧道断面积 7 0 m L为通 风 区段长度 取 1 0 0 m 即掌子 面 向洞 口方 向 1 0 0 m 范围 内 A t 符号 同前 计算结果为主 副攻方向均需风量 5 4 9 m mi n 2 6 按稀释 内燃机排放废气 中有害气体浓度至许 可浓度计算 Q q 刀 式中 Q为柴油机废气排量 假定当一个工作面出碴 时 洞内有 自卸车 6辆 柴 油发动机排气量 9 3 L 转速 1 9 0 0 r p m 3 辆重车 3辆空车 Z I 5 0 C
6、装载机 1台 柴油 发动机排气量 7 6 L 转速 2 1 0 0 r p m 取 重车及装载机 的负荷率 0 9 转 速系数 1 0 空车负 荷率 0 3 转速系数 0 8 6 一稀释系数 1 0 6 T l 一安 全系数 1 5 计算结 果 为 主 副 攻 方 向均 需 风 量 1 7 7 1 m m i n 41 公路 隧道 2 0 1 2年第 1 期 总第 7 7 期 取上述风量的最大值作为设计风量 故工作面 所需风量应大于 1 7 7 1 m mi n 3 斜井施工段所需风压计算 3 1 采用普通功率风机接力式通风时风压计算 1 考虑漏风因素后所需风量 据风管厂提供 的技术指标 百米
7、漏 风率正常时 可控制在 1 5 以内 交叉 口处通风距离考虑 主攻 方向 1 5 0 0 m 副攻方 向 1 0 2 0 m 据此计算漏风系数 P 一 士 一面 式 中 L为通风距 离 主攻 方 向 1 5 0 0 m 副攻 方 向 1 0 2 0 m P l 0 1 0 m漏风率 取 1 5 计算结果为 P 做一1 2 9 P 副 攻一1 1 8 故计算结果 为主 副攻方 向需最大风量 Q 主 2 2 8 4 m3 mi n和 x 副 2 0 8 9 mi n 2 交叉 口处系统风压计算 管道摩擦阻力 h摩 一 式 中 为管道摩阻系数 0 0 1 5 为管道 内平均风 速 一 6 0 主攻
8、方 向 v 1 3 1 8 m s 副攻方 向 v 一1 2 6 1 m s I r Oma x Q符号意义 同 前 d为风管直径 H h麈 计算结果 h主 1 3 0 3 P a h副 8 1 0 P a 3 斜井井 口处系统风压计算 斜井 自身长 1 8 0 5 m 通过计算漏风系数为 P 1 3 7 故知斜井井 口处所安置的风机需提供风量为 Q 士一 2 2 8 4 1 3 7 3 1 2 9 m mi n Q m 蝠 0 2 0 8 9 1 3 7 2 8 6 2 m3 mi n 因井身受断面限制 设置两条 中 1 5 m风管 故 斜井井 口处需风压为 H主一9 4 1 5 P a H
9、副 4 3 5 2 P a 3 2 采用超大功率风机独头压风式通风时风压计算 1 考虑漏风因素所需风量 采用超大功率通风机独头压风时 通风距离考 虑主攻方 向 3 3 2 0 m 副攻方向 2 8 4 0 m 据此计算漏风 系数 计算结果为 P 主 2 0 4 一1 7 7 故主 剐攻方 向需最大风量 Q n t 3 6 1 2 m mi n Q 删 3 1 3 4 m ml n 2 斜井井 口处系统风压计算 计算结果 h 主1 0 6 l 1 P a h 硎9 2 0 9 P a 4 系统布置及风机选型 接力通风方案系统布置见 图 1 风机选型配套 见表 1 超大功率风机独头式压风方案系统布
10、置见 图 2 风机选型及配套见表 2 l 5 0 n 接力通风方案 系统布置 图 2 8 3 6 m 3 3 t 6 m 图 2 超大功率风机压风方案 系统 布置图 表 1 接力通风方案系统设备配置表 l 轴流风机 一 新鲜空气 一 虫 风机配置 风管配置 功率 风量 风压 价格 直径 软管长 硬管 长 价格 风机 型号及 规格 k W m3 rai n P a 万元 m IT I n 1 万元 F1 S DF m No 1 5 2 9 O l 7 21 3 7 6 0 5 4 3 3 5 5 9 1 2 5 1 8 1 4 5 O 5 O 9 5 F 2 S DF B 一 No1 4 2 7
11、 5 1 3 9 9 3 01 3 4 7 3 3 2 0 0 1 2 1 8 9 7 0 5 0 6 6 F3 S DF B 一 No 1 3 2 1 3 2 1 6 9 5 3 3 00 9 3 0 5 9 2 0 1 3 5 1 5 1 80 0 1 0 0 1 5 F4 SDF is No1 6 2 l l O 2 0 8 8 4 5 00 6 1 8 4 0 4 9 1 5 5 1 5 1 8 0 0 0 O 1 0 5 合 汁 5 3 5 合 计 3 7 1 42 汪 黎 西秦岭隧道店子坪斜井段施工通风技术应用 表 2 超大功率风机独 头压 通风方案 系统设备 配置 表 风机配置
12、风管配置 功率 风量 风压 价格 直径 软管长 硬管长 价格 风机 型号及规格 k W m3 rai n P a Y i 元 m m m 万元 F1 S DF D 4 No1 4 4 1 8 5 2l l 3 4l 1 6 21 5 6 1 3 7 0 0 4 6 1 5 2 4 0 0 1 0 0 0 2 7 F2 SDF D 4 一 Nol 3 4 1 3 2 l 6 9 5 3 3 0 0 1 8 6 0 1 2 0 0 0 3 1 1 5 2 4 2 0 5 0 0 1 9 6 合计 7 7 合计 4 6 6 5 方案对 比 两种方案优缺点对 比见表 3 表 3 方案对 比表 对 比
13、普通风机接力通风方案 超大功率风机独头压风方案 优点 1 经济性好 2 运行方式灵活性较强 1 风机及通风管路易于管理和维护 2 理论通风效果较好 缺点 1 安装较繁杂 2 配件型号较多 不利维护 1 经济性差 2 长时运转 6 最终方案及实际通风效果 根据施工实际情况 最终 选定普通风机接力通 风方案 同时 为了便于 日常维护 将 F 1 F 2风机定 型为 S DF B 一No 1 5型风机 风箱采用 L 5 0 5角 钢作骨架 06 钢 筋网片作箱板 外披 防水板进行加 工 具体加工图见图 2 图 3 风箱 长 宽 高 2 5 m 3 0 m 2 0 m t n r 示意 图 西秦岭隧道
14、店子坪斜井施工段 目前重庆 主攻 方 向已完成掘进 1 0 0 0 m 兰州 副攻 方 向完成掘进 5 9 0 m 采用接力式通风系统 同时施 工中采取喷雾 降尘 湿喷混凝土及减少漏风等加强措施 根据在 距两个掌子面 5 0 m 1 0 0 m 的作业人员较 集 中地段 爆破后通风 3 O分钟时段空气质量检测 游离态二氧 化 硅 浓 度 平 均 分 别 为 1 9 mg m 5 O m 地 段 2 0 mg m 1 0 0 m地段 风速分别为 0 2 0 m s 重庆 方向 0 1 7 m s 兰州方 向 C O NO浓度均符合 国 家标准 实际运行效果 良好 7 结 论 通过西秦岭隧道店子坪斜井施工段通风系统实 施 证明在特长隧道专用超大功率通风机出现后 传 统的接力式通风系统依旧是解决 目前特长隧道施工 通风的优选方案 但 随着社会 生产力不断发展 特 长隧道必将发展成为超长隧道 超大功率通风机也 势将成为解决施工通风难题的科技发展方向 今后 施工中 在条件允许 的情况下 我们将试着采用超大 功率风机通风方案 以便通过实践来检验该方案 的 实际效果 43
