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1、国家高速沪陕线西安至商州高速公路（第二通道）路基、桥隧工程施工第 16 合同段田家沟隧道通风防尘专项施工方案编制：审核：中铁十七局集团一公司西商高速公路第十六合同段项目经理部二OO九年八月三十日田家沟隧道通风防尘专项施工方案1、工程概况田家沟隧道位于大荆镇兴龙村境内，施工里程 ZK74+997 ZK76+400共1403米，最大埋深258米，采取单向纵坡-2.48%,单向三 车道，进口位于直线上，洞身段位于-1600曲线上。主洞断面结构形 式为椭圆形，成洞断面面积163.65吐。2、通风防尘方案本工程采用爆破法开挖，将产生大量炮烟；出渣采用无轨出渣， 汽车、装载机等机械设备将产生大量有害气体，
2、且隧洞较长 (单洞 1403m)，主洞绝大部分烟尘只能通过洞口排出，随着隧洞的加深，通 风排烟将十分困难。因此，必须采取有力的通风防尘措施，以保障洞 内空气清新，创造良好的施工环境，保证洞内施工人员的身体健康， 提高劳动效率，加快施工速度。根据本工程施工特点和隧洞施工长度， 结合我们类似工程通风经验，采取如下通风方案：洞内通风采用2 X 110kW 轴流变速风机压入式通风；具体通风设计介绍如下。21 通风防尘标准a 隧洞内氧气含量按体积计算不小羽0 %。b 有害气体浓度容许值：一氧化碳最高容许浓度为30mg / m3；二氧化碳按体积计算不得大于0.5%；氮氧化物(NO )浓度不超过5mg /
3、m3。c. 每立方米空气中的粉尘允许含量：含10%以上游离二氧化硅的粉尘不得超过2mg / m3；含10%以下游离二氧化硅的粉尘浓度不超过4mg/m3。d. 最低的排尘风速不小于0.15m/ s。e. 隧道内气温不高于30C。2.2 风量计算a）按施工人员计算：Q =N q1式中，N洞内工作人员最多人数，取n=120人；q洞内每人所需最低新鲜空气量，3ms/min。代入各项数据得Q =120X3=320ms / min1b）按允许最小风速计算：Q =60XS XV2式中S断面积，衬砌后断面S=100m2，开挖断面S=164m2。取中间值132m2 ；V允许最小风速，不小于0.15m/s,取V=
4、0.25m/s。代人各项数据得Q=6OX132X0.25=1980m3/ min2c）按洞中同一时间内爆破作业的最多用药量计算：Q=7.8X （AL2S2）1/3/ t3式中t一通风时间，取t=50min；A次爆破作业的最大用量，恥=150kg；S隧洞断面积，132m2；L通风长度，最大通风长度取L=1403m代入各项数据得Q=2693m3/min3d) 按内燃机需要风量计算：Q4=Q 工P=4X 603=2412血 / min0式中P同时在洞内作业的各种内燃机的功率总和，kW；按规范 及综合考虑各种因素后，功率总和按额定总功率的65计算；洞内施 工假定装载机1台，额定总功率135kW，自卸汽
5、车6台，每台额定总功 率 132kW,总功率P=(135+132X6) X65%=603kW；Q 一内燃机单位功率所需风量指标，按隧道设计手册，取Q =4.0m3 00/ (min kW)。e) 最大风量Q:由以上计算可知，通风最大制约因素为爆破作业排烟，最大风量Q 为2693m3/min。f) 漏风计算：百米漏风率P =0.01，管道长按1403m考虑，则漏风系数为100P=1 / (1-L/lOOXP )=1.014100则有 Q=PQ=1.014x2693=2731m3/ min。供2.3 通风设备选择采用轴流式通风机，选择时按3 21. 1Q计(1.1是风量储备系 机供数) ，根据以上
6、计算可知：主洞采用2xSDF-110kW轴流变速风机，Q1.1Q，基本满足施工要机供求。风机毎監表凤凰巳）勒瓶2SSF(CHf(si5j320-3212153-5J55般娈連IcfWtCJ-NollJj:353-45201X80SDFfB i-ulO.5 1斑2眦im402.4通风系统布置通风系统布置见下图。2.5 辅助通风措施通风一直是困扰长大隧洞施工的重点和难点之一，本工程承担主 洞施工长度1403m。在通风设计上，虽然采用了大功率轴流变速风机 压人式通风，但为进一步确保通风效果，根据我们多年隧道工程通风 经验，决定采取以下辅助通风措施，来满足长大隧道无轨运输通风的 要求，具体措施如下。2
7、.5.1 新机械进洞随着工程的进展，洞内装载机、自卸汽车等施工机械会逐渐磨损、 破旧，有害气体增多，为保证通风效果，在隧道施工长度超过1000m 或通风效果下降时，将调用新机械进洞施工，提高通风效果。 2.5.2尾气净化本工程采用无轨出渣，影响通风效果最大因素之一就是内燃机械 尾气，随着隧道的加深，汽车、装载机尾气将采取净化措施，净化装置购买成品尾气净化器，并定期更换净化药品，确保尾气净化效果。2.6综合防尘措施2.6.1水幕降尘隧道爆破时，在距掌子面30m外边墙两侧各放一台水幕降尘器；爆破前lOmin打开阀门，放炮30min后关闭。水幕降尘情况见下图。：_门门 FM一 |2.6.2水炮泥技术
8、本隧洞爆破时采用水炮泥，以降低粉尘。水炮泥就是用装水的塑 料袋填于炮眼内来代替一部分炮泥，装完药后将其填于炮眼内，尽量 不要搞破，然后用黄泥封堵。实践表明：此法降尘效率非常高。2.6.3 湿式凿岩a 净化水源并在水中加湿润剂，湿润剂的作用是降低水的表面 张力，当粉尘与水滴膜相撞时，便易被冲洗湿润，水中加放.1%的 氯化钠打跟时，可使空气中的含尘量降至4.164.39mg/m3。b 利用锐钻头凿岩时，凿岩机的冲击力随风压的提高而加大， 因而被破碎的岩石粒径也加大，粉尘量随之减少。凿岩的风压保持 0.6MPa以上时，既能提高钻速又能降低含尘量。c凿岩机供水量要保持在34L/min,供水压力一般以0
9、. 20. 3MPa为宜。d在凿岩机上配制除油器。2.6.4 装载机上洒水为避免装岩时粉尘飞扬，除装岩前应使用专用水管向岩堆上洒水 使其湿润外，另在装载机上安设喷雾器，过装渣边洒水。2.6.5 湿喷混凝土防尘 采用湿喷技术，控制喷头处工作压力，减少混凝土回弹及粉尘量。2.6.6 冲洗岩帮放炮后，从工作面风筒出口以外lm处开始逐渐向工作面方向冲洗 岩帮，不留空白区。2.6.7个体防护 个体防护措施主要是佩戴防尘口罩和安全防尘帽。2.7 提高通风效率措施2.7.l 减少风筒漏风措施a 选用漏风少的接头，胶质软风筒采用活三环多层反边接头，减少漏风。b 加固密圭寸每节风带接头。c 经常检查，发现漏风及
10、时处理，靠近工作面采用铁风筒，以防炮崩。2.7.2降低风筒通风阻力措施a .采用合理变径节。当风简直径变化时，必须使用变径节来连接，以减少通风阻力。b 提高风筒悬挂质量。吊挂要做到平、直、紧、稳，并尽量减 缓转角处风筒弯度。e 排除风筒内的积水。由于洞内外存在温差，风筒内空气遇冷后会出现积水，不仅易使风简变形，而且也增大了风筒的阻力，可在 风筒易积水处安放水嘴，并定期排放。3、其他影响通风效果主要因素31 气候影响本工程地处山岭地区，冬季施工最低气温接近18C，施工中洞 内温度高于洞外，气压差有助于洞内气体排出洞外，所以冬季易加大 施工力量，集中进行开挖施工；夏季相反，排烟较困难，施工中必须
11、加大排烟力度，必要时工人佩戴氧气以防洞内缺氧，此时应对汽车尾 气严格处理，并采用低标号柴油以减少洞内有害气体生成。特别是放 炮后，炮烟很难及时排出洞外，此时可采用工人佩戴氧气进行出渣施 工，这样汽车行驶带动空气流动，有利于改善排烟效果。4、结语目前在国内隧道长大隧道施工通风防尘依然是技术难题，我们考 察了解国内外生产的各种通风设备的型号、性能，通过详细的理论计 算，结合以往长大隧道施工中积累的丰富经验，并学习国内各项先进 的降尘技术措施后，科学、合理地提出了田家沟隧道的通风方案。通 风问题得到有效解决后，不仅为施工人员创造了一个良好的作业环 境，有利于洞内作业人员的身体健康，提高工人作业效率：同时主洞 采用无轨运输出渣系统较主洞采用有轨出渣系统降低了大量工程成 本；另一方面，采用汽车出渣，锚喷支护、混凝土衬砌等各项工序均 可以平行作业，最大限度地减少了误工现象，预计可以提高总工期2 个月。但随着通风技术研究的不断提高，很多新型风机的出现使得隧 道通风问题有了一定的解决，但是在施工中一定要本着经济合理的原 则，尽量采取各项辅助措施改善洞内通风环境。
