隧道工程通风防尘方案说明

1、.wd新建铜仁至玉屏铁路TYTJ-1标段工程指挥部隧道通风防尘专项施工方案 _ _ _中铁一局集团铜玉铁路工程指挥部二零一四年六月目录1、工程概况11.1 工程地质特征11.2特殊岩土22、通风防尘方案321 通风防尘标准32.2 风量计算42.3 通风设备选择62.4通风系统布置通风系统布置见以以下图62.5 辅助通风措施62.5.1 新机械进洞72.5.2尾气净化72.6综合防尘措施72.6.1水幕降尘72.6.2水炮泥技术82.6.3 湿式凿岩82.6.4 装载机上洒水82.6.5 湿喷混凝土防尘82.6.6 冲洗岩帮92.6.7个体防护92.7 提高通风效率措施92.7.1 减少风筒漏

2、风措施92.7.2降低风筒通风阻力措施93、其他影响通风效果主要因素1031 气候影响104、结语10隧道通风防尘专项施工方案1、工程概况新建铜仁至玉屏铁路TYTJ-1标段第二工程部隧道工程，共三座隧道，川洞隧道长892米，江口隧道长286米，凉风坳隧道长336米，隧道总长1541米，均为双线隧道，设计行车速度为200km/h，轨道类型为重型，铺设碎石道床、型轨枕及60kg/m钢轨，内轨顶面至道床底面之轨道构造高度77cm。1.1 工程地质特征地层岩性隧道穿越岩性主要为薄中厚层状的灰、灰白色的白云岩、次生红黏土、红黏土。 地质构造隧道区属梵净山拗陷褶皱带，构造作用强烈，褶皱断裂构造发育。隧道地

3、层单斜，段内岩体节理裂隙极为发育，节理长度1m3m不等，节理面粗糙，它们将岩体切割成块状，基岩局部还有风化，卸荷裂隙发育。地震动参数根据国家地震局?中国地震动参数区划图?GB18306-2001，中国地震局地壳应力研究所做的?新建铁路铜仁至玉屏线工程场区地震参数区划报告?隧区地震峰值加速度为<0.05g；地震动反响谱特征周期为0.35s。不良地质不良地质为岩溶、顺层偏压。岩溶隧区基岩为寒武系上统追屯组白云岩，基岩大局部覆盖，局部裸露，覆盖08m厚的土层，地表水与地下水联系较为密切；沿层面有显著溶蚀，地表多见岩溶化裂隙、溶沟、溶隙、裂隙连通性较差，见集中径流，局部见裂隙水流。顺层偏压隧道岩

4、层产状N22°45°E/21°30°SE，与线路夹角17°40°，在横断面上视倾角约20°24°，岩性为白云岩，层间综合=24°。全隧右侧存在顺层偏压。地表水发育特征隧区地表水为沟水，为季节性流水，受季节变化较大，雨季时沟内水量增加，以蒸发、径流等形式排泄，地表水总体不发育。地下水发育特征隧区地下水类型主要为第四系松散土层孔隙水、岩溶水。黏性土透水性差，土层孔隙水含水量少；岩溶弱发育，总体来说岩溶水较贫乏，由于大气降雨和地表水下渗补给，由蒸发及地表径流方式排泄，隧道排泄基准面为隧道进出口处沟槽。1.2特殊

5、岩土特殊岩土为红黏土及次生红黏土。红黏土、次生红黏土：为白云岩风化产物。棕黄褐黄色，棕红色，硬塑，土质均匀，黏性好，手搓成条，红黏土主要分布于坡残积层及坡洪积层内，厚度分布不均，一般厚05m，局部厚度较大；次生红黏土主要分布于坡洪积层内，一般厚28m。根据试验详判资料：自由膨胀率Fs=41%58%，蒙脱土含量M=8.60%16.52%，阳离子交换量CECNH4+=17.3424.72mmol/100g干土，属弱膨胀土。红粘土、次生粘土吸水显著膨胀、软化，失水收缩开裂，易引起边坡变形及失稳，对工程有较大影响。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

6、械设备将产生大量有害气体，且隧洞较长，洞内所有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安康，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历，采取如下通风方案：洞内通风采用2×110kW 轴流变速风机压入式通风；压入式通风是将轴流风机安设在距离洞口30米以外的新鲜风区上风向，通过通风管将新鲜风压送到开挖工作面，稀释有害气体，并将污风沿隧道排出洞外。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于20。b有害气体

7、浓度容许值：一氧化碳最高容许浓度为30mgm3；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5mgm3。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2mgm3；含10以下游离二氧化硅的粉尘浓度不超过4mgm3。d最低的排尘风速不小于0.15ms。e隧道内气温不高于30。2.2风量计算a按施工人员计算：Q1=N·q式中，N一洞内工作人员最多人数，取m=80人；q洞内每人所需最低新鲜空气量，3m3min。代入各项数据得Q1=80×3=240m3minb)按允许最小风速计算：Q2 =60×S×V式中S断面积，衬砌后断面

8、S=90m2，开挖断面S=133m2。取中间值112m2；V允许最小风速，不小于0.15m/s，取V=0.25ms。代人各项数据得Q2=6O×112×0.25=1680m3minc)按洞中同一时间内爆破作业的最多用药量计算：Q3=7.8×(AL2S2)1/3t式中t通风时间，取t=50min；A次爆破作业的最大用量，取A=340kg；S一隧洞断面积，112m2；L通风长度，最大通风长度取L=892m 代入各项数据得Q3=2345m3/mind)按内燃机需要风量计算：Q4=Q0P=4×603=2412m3min式中P同时在洞内作业的各种内燃机的功率总和，k

9、W；按标准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，自卸汽车6台，每台额定总功率132kW，总功率P=(135+132×6)×65=603kW；Q0一内燃机单位功率所需风量指标，按?隧道设计手册?，取Q0=4.0m3(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2412m3/min。f)漏风计算：百米漏风率P100=0.01，管道长按922m考虑，那么漏风系数为P=1(1-L/lOO×P100)=1.102那么有Q供=PQ=1.102x2412=26

10、59m3min。2.3通风设备选择采用轴流式通风机，选择时按Q机11Q供计(1.1是风量储藏系数)，根据以上计算可知：主洞采用2xSDF- 110kW轴流变速风机，Q机1.1Q供， 基本满足施工要求。2.4通风系统布置通风系统布置见以以下图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892m。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历，决定采取以下辅助通风措施，来满足隧道无轨运输通风的要求，具体措施如下。2.5.1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

11、气体增多，为保证通风效果，在隧道通风效果下降时，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，净化装置购置成品尾气净化器，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10min翻开阀门，放炮30min后关闭。水幕降尘情况见以以下图。2.6.2水炮泥技术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局部炮泥，装完药后将其填于炮眼内，尽量不要搞破，然后用黄泥

12、封堵。实践说明：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外表张力，当粉尘与水滴膜相撞时，便易被冲洗湿润，水中加放01的氯化钠打跟时，可使空气中的含尘量降到4.164.39mgm3。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34Lmin，供水压力一般以0203MPa为宜。d在凿岩机上配制除油器。2.6.4装载机上洒水为防止装岩时粉尘飞扬，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

13、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1m处开场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2.7.1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加固密封每节风带接头。c经常检查，发现漏风及时处理，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

14、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-2，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，集中进展开挖施工；夏季相反，排烟较困难，施工中必须加大排烟力度，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展出渣施工，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历，并学习国内各项先进的降尘技术措施后，科学、合理地提出了川洞隧道的通风方案。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安康，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