石鼓山隧道通风和光面爆破(20130807黄龙南厦项目)

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1、中铁七局集团第三工程有限公司1石鼓山隧道独头掘进3152米通风施工和光面爆破技术交流材料南厦项目南厦项目南厦高速2工程概况工程概况中铁七局集团第三工程有限公司石鼓山隧道位于福建省南安市金淘镇附近，起止里程为左线ZK7+643ZK13+648/右线YK7+647YK13+652,隧道全长6005米，是目前福建省已建、在建隧道中最长的三车道公路隧道。隧道左洞纵坡-0.951%-1.70%，平曲线半径为4000（1630）米，右洞纵坡-0.950%-2.50%，平曲线半径为4000（1680）米。隧道设计行车速度为80km/h，削竹式洞门，照明为组合灯具，机械通风，无轨运输。南厦高速工程概况工程概况

2、隧道洞身穿过22条构造破碎带、节理裂隙密集带。隧道出口位于山坡，山坡坡度约1015，出口段围岩主要为残积砂质粘性土、全风化凝灰熔岩。隧道洞身主要以、级微风化凝灰熔岩围岩为主，设计复合衬砌。 石鼓山隧道为全线控制性工程，独头掘进3152米通风问题成为了制约洞身开挖难点。为顺利实现标段总工期目标，公司致力于隧道通风施工技术管理，在确保安全质量的前提下，快速的向前推进。截止2012年5月初，顺利完成石鼓山隧道独头掘进3152米的施工任务，其中单工作面最大月进尺210米。现就施工中的通风和光面爆破技术做一下交流。3中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速第一部分独头掘进3152m通风技术4中铁七局集团第三

3、工程有限公司南厦高速5目目 录录一施工通风控制标准施工通风控制标准二施工通风计算和风机远型施工通风计算和风机远型三施工工艺施工工艺四通风技术体会通风技术体会中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速6一、施工通风控制标准一、施工通风控制标准中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速氧气含量洞中的氧气含量按体积比不低于20。 粉尘浓度含10%以上游离二氧化硅的粉尘，每立方米空气中不得大于2mg；含10%以下 游离二氧化硅的矿物性粉尘，每立方米空气中不得大于4mg。 有害气体含量一氧化碳：不大于30 mgm3；当施工人员进入开挖工作面检查时，浓度可为 100 mgm3，但必须在30 min内降至30 mgm3

4、；二氧化碳：按体积不超过05；氮氧化物换算成二氧化氮控制在58mgm3以下。 气温隧道内气温不得超过30 。 空气量隧道施工时，供给每人的新鲜空气量不低于3 m3min。 风速隧道开挖时全断面风速不小于015 ms，坑道内不小于025 ms7二二、施工通风计算和风机选型、施工通风计算和风机选型中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速计算依据洞内通风采用风管式通风，每循环进尺按3.5 m，开挖爆破一次最大用药量290kg 。第一阶段压入式通风时间按30 min考虑，第二阶段混合式通风时间按40min考虑。 掌子面所需风量按洞内要求最小风速、洞内人员需风量、一次爆破后30 min排除掌子 面炮烟、内燃

5、机械设备的使用所需要的风量进行计算，取其中的最大值为计算依据。 第一阶段施工通风计算从洞口进洞1600 m 以内压入式通风。 风量计算 根据同一时间，洞内工作人员数计算： Q=k*m*q 其中，k：风量备用系数；m：洞内工作时最多的人数；q: 洞内每人每分钟需要呼吸的新鲜空气量。8二、二、施工通风计算和风机选型施工通风计算和风机选型中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速按爆破作业确定风量(根据现场实际经验和分析,爆破产生有害气体需用风量最大, 计算如下):其中,Q炮烟工作面排出炮烟所需风量，m3/min t通风时间, 取t=30min； G同时爆破的炸药量, G=290Kg; A开挖断面面积,

6、A=120.42m2; b炸药爆破时的有害气体产生量b=40L/Kg； L隧道通风临界长度, 按照将CO稀释到100mg/m3计算;9二、二、施工通风计算和风机选型施工通风计算和风机选型中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速中K为系统扩散系数，与风管口距工作面的距离及风管直径有关，K=0.67P：通风管道的漏风系数, 取1.18;L：管道长度,按全长一半计算,L=1576m；：平均百米漏风率;Q机=Q需*P=1724.98*1.18=2035.48m3/min=33.92m3/s10二、二、施工通风计算和风机选型施工通风计算和风机选型中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速按最小风速检验风量： 见路

7、桥施工手册第650页（21-22）公式：Q=60VS V：洞内允许最小风速，m/s；全断面开挖时为0.15 m/s，其它为0.25 m/s，这里取 0.15 m/s； S：开挖断面积120.42 m2； Q=60*0.15*120.42=1083.78m3min 根据以上计算：Q机=33.92m3/s考虑选择风机11二、二、施工通风计算和风机选型施工通风计算和风机选型中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速风压计算为了保证把足够的风量送到工作面，并在风口保持一定的风速，就要求通风机具 有一定的风压，使其克服沿途的所有阻力。风压计算的目的就是要确定通风机本身应 具备多大的压力才能满足通风需求。H摩=

8、6.5*LQ2g/d5 =6.5*0.00013*1576*33.922*9.8/1.55=1977.40Pa 式中： 风管摩擦系数，取0.00013； L管道长度，m； Q设计风量，m3/s； g重力加速度，取9.8m/s; d风筒直径1.5，单位m。 系统风压H=h摩+h局+h正+h其他，为了方便计算，取H=1.2h摩 H=1.2*h摩=1.2*1977.40Pa=2372.88Pa。12二、二、施工通风计算和风机选型施工通风计算和风机选型中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速第二阶段施工通风计算同第一阶段。 风机的选型和系统布置根据上述的计算结果，选择DSF-No12.5A通风机。该通风机

9、功率2x38115KW， 压力为25246000PaH(2372.88),流量77840135000 m3/h=37.5m3/sQ需（ 33.92m3/s）。 DSF- No12.5A型隧道施工专用轴流通风机性能参数表：第一台通风机安装在距洞口30m处（这样可以避免从洞口排出的废气进入通风机形成“循环风”）设置DSF- No12.5A隧道轴流通风机，同时配备PVC增强维纶布制成的柔性风筒，直径为1.5m，采用完全封闭连接，每节长为2050m，减少了接头个数，降低了接头的总漏风量和总阻力，坚固耐用，安装管理方便。13二、二、施工通风计算和风机选型施工通风计算和风机选型通风总体平面布置图风筒穿过二

10、衬台车平面示意图中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速14二、二、施工通风计算和风机选型施工通风计算和风机选型中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速在第二阶段风机布置时,风机串联A处分为两次设计,第一次A处风筒与风机距离保持 1.2m，防止风筒被风机吸扁，但有少部分污浊空气被吸进风筒，形成循环，影响通风效果 ；第二次A处风筒与风机距离保持不大于0.1m，有效的防止了污浊空气的循环，提高了通 风效果，保证洞内空气质量符合要求。具体布置及效果见如下照片15二、二、施工通风计算和风机选型施工通风计算和风机选型A连接处第一次间距1.2m通风机串联 放炮后20分钟洞内 通风机工作50分钟洞内A连接处第二次间

11、距0.1m通风机串联 放炮后20分钟洞内 通风机工作40分钟洞内中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速16三、施工工艺三、施工工艺石鼓山隧道通风施工工艺图如下：洞外风机支架 洞内风机支架中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速安装风机风机安装在洞口上风方向，为确保风机工作发挥最大效率, 支架采用工20b工字钢加工制作，风机与支架采用钢板连接固定 ，安装拆卸方便灵活,支架底部现浇厚度50cm的C30砼，确保支 架稳固结实，避免运转时振动摇晃，风机和风筒接口处加密封 垫，以减少局部漏风。洞内串联通风机安装方法同洞口一样。17三、三、施工工艺施工工艺风筒挂设立面图中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速安装风

12、筒 使用风筒前，要进行外观检测，保证无损坏。 风筒统一挂在线路方向的右侧，挂设风管时要平、顺、直。在作业时，先在混凝土 墙壁上每隔5m标出锚杆位置。台车打眼后安装锚杆，保持风袋顺直。 布设6钢筋拉线，用紧线器拉紧，风管吊线在拉线下。为避免6钢筋受冲击波振 动，洞内潮湿空气腐蚀等原因造成断裂，须间隔一个锚杆增设1个10尼龙绳吊挂圈 。为避免爆破对新风筒产生破坏，同时使开挖工作面处于风流有效的射程范围内，风 管末端安放旧风筒，风筒出口距工作面控制在50m左右。18三、三、施工工艺施工工艺中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速通风机的布置洞内通风采用风筒式压入式通风，风机距离洞口30m，风机中心距离地

13、面高度3.0 3.5m。风机布置分两个阶段进行通风机的布置。二衬台车上安装通风扇挂防水板台架上安装通风扇通风机三、施工工艺三、施工工艺19开挖台架上安装通风机 中铁七局集团第三工程有限公司通风机通风机南厦高速20三、三、施工工艺施工工艺中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速辅助通风措施夏季施工期间,洞外气温高,洞内污浊空气排出较慢,为保证施工人员作业环,分别在掌子面开挖台架和二衬台车上加装通风机和通风扇,加快洞内空气循环速度。风筒穿越二衬台车要圆顺过渡，严禁出现打结、死弯现象，以减少阻力，保证通风质量，满足施工要求。禁止洞内施工机械空转，运输车辆的行驶速度不得大于15km/h,，减少污浊空气的产

14、生和扬尘。要注意洞内洒水，爆破后采用高压水雾对渣堆进行分层洒水,减少装渣过程扬起粉尘,并采用洒水车对洞内道路洒水,保证运输道路保持湿润。成立一支4人的通风管理小组，小组人员固定，配备风筒安、拆、修、补等工具，并保证相应施工机械的配合，专门负责通风设备、风管的日常使用、管理、检查、维护、养护等工作。21四、通风技术体会四、通风技术体会中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速从石鼓山隧道通风的设计过程及实际效果来看，有以下几点值得推荐: 石鼓山隧道采用串联式通风，安装简单方便，通风效果好；分别在开挖台架和二衬台车上安装通风机和通风扇，加快了空气循环速度，保证了作业现场符合施工要求；在第二阶段发现部分空

15、气被风机吸入后回流到洞内，立即对风筒内的钢筋笼进行了加密，使风筒与第二台风机距离小于10cm,减少了风机工作时间，同时提高了通风效果。第二部分光面爆破技术22中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速23目目 录录一施工方案的选择二隧道光面爆破的意义及光爆效果的影响因素三石鼓山隧道级围岩光面爆破方案设计四光面爆破的施工工艺五机械配置中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速24目目 录录七石鼓山隧道爆破效果分析评价八光面爆破质量问题的分析和解决方法九光面爆破体会中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速六光面爆破施工控制一、一、施工方案的选择25中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速根据石鼓山隧道围岩情况及工期要

16、求，隧道、级围岩采用全断面开挖，钻孔采用YT28风动凿岩机钻孔爆破。26二、二、隧道光面爆破的意义及光爆效果的影响因素中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速光面爆破使隧道轮廓符合设计断面要求，大大减少了岩石超挖量、出渣工作量及砼回填量，提高了施工速度，降低了工程成本。光面爆破作用机理是炸药爆破时产生的冲击波和高温高压气体作用在眼壁上，炮眼周围的岩石受到强烈压缩而破碎与此同时形成的压缩应力向四方传播，最后形成相互作用的爆破漏斗，当爆破参数选取合理，隧道外轮廓面将形成连续光滑壁面。影响光面爆破效果有以下因素。27二、二、隧道光面爆破的意义及光爆效果的影响因素中铁七局集团第三工程有限公司南厦高速1.炸药选择光面爆破应选择爆速低，密度小，爆力大的炸药。