方斗山特长隧道施工通风技术研究

《方斗山特长隧道施工通风技术研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《方斗山特长隧道施工通风技术研究（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、方斗山特长隧道施工通风技术研究方斗山特长隧道施工通风技术研究李集光 （中铁隧道集团有限公司第一工程处，河南 新乡 453000）摘摘 要要 本文通过对方斗山隧道的通风条件进行分析及经济性比较，论述了巷道式通风在方斗山隧道应用的可行性，介绍了方斗山隧道施工通风的通风设计、机械配置及措施，方斗山隧道通风设计在实际运用中取得了明显的效果，在规定通风时间内，洞内空气质量达到要求，为隧道快速施工提供了有力保证，具有较高的实用价值。关键词关键词 方斗山 特长隧道 施工通风 研究1 1 前言前言随着我国经济的发展，对道路交通的要求越来越高，公路建设不断向高等级、高速化发展，高等级公路对线形、 纵坡要求高，加

2、上我国是个多山地的国家，因此长大公路隧道将不断出现。长大隧道往往是控制工期的关键性工程， 但普遍存在通风效果差、工期紧的特点，因此加强隧道施工通风技术的研究，对改善施工环境、缩短施工工期、控制 工程成本有着重要的实际意义。本文结合方斗山隧道施工通风进行分析，介绍了方斗山的施工通风技术。2 2 目前国内外主要的施工通风方式目前国内外主要的施工通风方式实施机械通风必须有通风机和风道，按风道的类型和风机安装位置有如下几种通风方式 2.1 风管式通风 风流经由管道输送，分为压入式、抽出式、混合式三种。 风管式通风的优点是设备简单，布置灵活，易于拆装，故为一般隧道施工采用。 2.2 巷道式通风 适用于有

3、平行导坑的长隧道，这种通风方式断面大，阻力小，可供较大的风量，是目前解决长隧道通风比较有效 的方法。 2.3 风道式通风 适用于隧道比较长，一般风管式通风难于解决，又无平行导坑可利用的隧道。3 3 方斗山隧道工程概况方斗山隧道工程概况沪蓉国道主干线是交通部规划的“五纵七横”国道主干线中的“一横” ，东起上海，经南京、合肥、武汉、重庆 至成都，是国家重点公路干线的重要组成部分。石（柱）忠（县）高速公路是沪蓉国道主干线中的一段，位于重庆东 部。B12 合同段方斗山隧道位于石柱县大歇乡，左线全长 7562 米，右线全长 7600 米，为西南地区最长公路隧道。 方斗山隧道为全线最长的隧道，是全线控制性

4、工程之一，设计为分离式双洞单向行车隧道，左、右洞间距 40 米， 每隔 700800 米设一个车行横通道。左线进口段长 3797 米，右线进口段长 3795 米，隧道建筑限界宽 10.5 米，高 5 米。 隧道左、右线分别从进口方向独头掘进，形成两个工作面，开挖支护一定距离后，根据施工进度和地质情况合理 安排后续工程施工。 隧道施工采用无轨运输，光面爆破开挖，复合式衬砌。开挖采用钻爆法，装载机配合自卸汽车出碴。4 4 巷道式通风在方斗山隧道应用的可行性分析巷道式通风在方斗山隧道应用的可行性分析4.1 通风条件分析 方斗山隧道设计为分离式双洞单向行车隧道，左、右洞间距 40 米，每隔 70080

5、0 米设一车行横通道。因此方斗 山隧道可以左洞为进风道，通过车行横通道，将右洞设为排风道，通风条件可以满足巷道式通风的要求。 4.2 经济性比较 隧道通风方式主要有风管式通风、巷道式通风、风道式通风。 巷道式通风与风管式通风：风管式通风在隧道掘进到 3800 m 时，左、右线使用风管数量不小于 7600 m，同时风 管式通风的风阻大，通风量较小。而巷道式通风风量大、通风时间短、风机配置少，经济优势明显。 巷道式通风与风道式通风：风道式通风须在隧道内修筑风道，增加工程成本，同时由于修筑风道，减小了隧道的 车行空间，给施工安全增加了不安全因素。 通过才以上分析比较，方斗山隧道使用巷道是可行的，同时

6、具有明显的经济效益。5 5 方斗山隧道通风机械配置方斗山隧道通风机械配置按隧道断面积 80m，选择强力式射流风机，技术参数为出口风速 40 m/s，出风面积 1.226 m，风量 2880 m/min，当隧道掘进长度达到 3800 m 时进行计算。 5.1 设计计算采用的劳动卫生标准 一氧化碳最高允许浓度 30 mg/m。 二氧化碳不得大于 0.5%（按体积计） 。 氮氧化物为 5 mg/m以下。 洞内最高平均温度不大于 28。 洞内噪音不得大于 90 dB（A） 。 洞内最小排尘风速不得小于 0.25 m/s。 粉尘浓度小于 2 mg/m（含有 10%以上游离 SiO2 的粉尘） ，水泥尘小

7、于 6 mg/m（含有 10%以下游离 SiO2 水 泥粉尘） 。 5.2 方斗山运渣车辆数量计算 根据施工组织进度要求，每天进度达到 9 m，根据施工方法每天开挖 3 个循环，因此出碴时间按制在 180 分钟内。装碴连续性要求车辆数 N=（2L1/V1+2L2/V2）/S+1=（23.5/1060+20.3/560）/4+1=13.314 辆 （1） 式中：L1非施工段长度，3500 m； V1非施工段安全行车速度，取 10 Km/h； L2施工段长度，取 300 m； V2施工段安全行车速度，取 5Km/h； S两个装碴机装碴时间； 根据出碴量验证是否满足时间要求：T=LS1k/Vt+（2

8、L1/V1+2L2/V2） =3801.4/104+（3.5/1060+0.3/560）=159 min180 min （2） 式中：T出碴总时间； L循环进度 3 m； K松散系数，取 1.4； V每车运碴方量，取 10 m； t每车出碴时间，取 4min； L1、V1、L2、V2同式（1） 。 经计算满足总出碴时间要求，出碴车辆数取 14 辆。 5.3 满足出碴时通风量计算 Q1=n1q1+ n2q2 （3） 式中： n1挖、装机械台数，取 2； q1每台挖、装机械每马力排出废气量； n2同时工作的汽车台数，取 14 台； q2每台汽车每马力排出废气量。Q1=5087 m/min 考虑进料

9、车、罐车内燃机械，以及车辆使用年限等因素，修正系数取 1.3。 Q150871.36614（m/min） （4） 5.4 爆破、排尘的需风量计算 稀释爆破有害气体所需风量，爆破后通风时间 30 min，稀释至允许范围内。Q2= （5）t8 . 732)(LSA式中：t稀释通风时间，取 30 min； A每次爆破用药量，取 380kg； L稀释区长度，取 200 m。代入式（5）得：Q2=1196 m/min308 . 732)20080(3805.5. 洞内最多工作人数所需风量 Q3=qmk （6） 式中：q洞内每分钟人均需新鲜空气，取 3m/min； m洞内最多同时工作人数，取 120 人；

10、 k备用系数，取 1.25。 代入式（6）得：Q3=31201.25450 m/min 5.6 最大所需通风量 经比较洞内所需最大风量为出碴时的风量与施工人员所需风量之和。 Q=Q1+Q3=6614+450=7064 m/min （7） 洞内风速：706460801.47m/s （8） 按最大风量考虑，风速满足洞内最小允许风速 0.15 m/s 并不大于最大允许风速 6 m/s 的要求。 5.7 通风阻力计算射流风机台数 a、通风阻力计算1 （9）miicSSQSQuLgSQp/0612. 0/8 . 92/8 . 922222式中： 局部阻力系数i隧道内沿程磨擦阻力系数；开挖喷砼段为 801

11、0-4；成洞段为 5010-4。正阻力系数 Li隧道的长度； 隧道周长；uQ计算风量； g重力加速度 S隧道面积 Sm障碍物面积 A、B 洞（即左、右洞）阻力见下表 1。表 1LiQS阻力左洞380070648048.2 Pa右洞380070648048.2 PaPc=96.4 Pa b、射流风机风力计算；Pj/2Vj2（1-） 1.2/24020.015（1-0.037）=27.7 Pa （10） 式中： Vj射流风机出口风速，取 40 km/h； 面积比； =Fj/Fs= 1.22/80=0.015 FJ射流风机的出风面积，1.226 m； FS隧道横断面积，80 m； 速度比；=VS/V

12、j=1.47/40=0.037 VS隧道内风速，1.47 km/h。 c、射流风机台 所需射流机台数 n=Pc/Pj=96.4/27.7=1.73.48（台） （11） 式中：n 一射流风机台数；Pc 一通风阻力。 在靠近掌子面两条横通道内安装两台 30kw 射流风机。75 kw 强力射流风机按计算需用 3.48 台，本通风计算未考 虑洞口地形，洞外风速及风向对隧道通风的影响，为确保通风效果达到预定的目的，设计安装 4 台 75 kw 强力射流风 机。 5.8 通风设备及动力 通风设备及动力见表 2，总功率约 500 kw。表 2 通风设备表设备名称强力射流风机射流风机轴流风机风管型号QSF-

13、1250SF-100SDS-101.5 m 螺旋焊接数量4223000 m备用0011000 m动力75 kw4300 kw30 kw260 kw74 kw2148 kw百米漏风率 16 6 方斗山隧道通风设计方斗山隧道通风设计方斗山隧道施工通风分三个阶段，第一阶段在开挖没到达第一个车行横通道时采用风管式压入式通风，过第一个 车行横通道后采用巷道式通风，经计算当风机升力不足时进入第三个通风阶段，强力射流风机增加到 4 台。三个阶段 通风见图 1、图 2、图 3。图 1 方斗山隧道第一阶段通风布置示意图图 2 方斗山隧道第二阶段通风布置示意图图 3 方斗山隧道第三阶段通风布置示意图7 7 通风管

14、理及其它辅助措施通风管理及其它辅助措施（1）加强环境意识，重视通风工作，成立专业的通风队伍，负责通风机、通风管安装，维护，以及通风方式变 换。 （2）洞内沿程洒水，降低洞内粉尘。（3）爆破后、喷射混凝土时用洒水降尘，溶解部分 H2S，氨等可溶气体，降低粉尘的浓度，增加能见度。 （4）炮眼采用湿炮泥封堵，既可减少残眼，又可使污染在源头得到治理。 （5）加强个人防护，做到个人防护用具的正确使用。8 8 结束语结束语方斗山隧道现已顺利贯通，施工通风效果良好，达到了通风时间短，洞内空气质量达到规定要求。巷道式通风技 术在方斗山隧道的成功运用，为方斗山隧道的快速施工提供了有力的保证，同时使用的风管数量少，节约了工程成本。参考文献：1 王毅才隧道工程M北京：人民交通出版社.2000作者简介 李集光：男，1966 年 10 月出生，工程师，长期从事隧道工程施工，对隧道施工具有较丰富的施工经验。