渝黔高速公路某隧道施工通风技术

xx高速公路xx隧道施工通风技术一、工程概述xx隧道位于xx市xx区xx镇境内，是xx至xx高速公路xx段一期工程唯一的咽喉控制工程，设计为双洞单向行驶三车道超宽公路隧道，全长2040米。其中我处承担左右线出口段各1380米的施工任务。隧道最大断面141m2，开挖宽度为15.24米，最大开挖宽度为18.5米，开挖高度为9.18米，上坡道坡度为2.49%和和2.5%。施工采用钻爆法开挖上、下断面，独头掘进，装载机装碴，无轨运输出碴。施工通风需解决的问题：一是毒害气体、主要来源于爆破炮烟，无轨运输车辆柴油机废气，二是粉尘，主要来源于岩尘、炮烟、水泥尘、烟尘等。我们采用大功率通风机独头压入式通风，并辅以小功率通风机吸出式配合技术，成功地解决了xx隧道的施工通风问题。隧道施工通风除尘工作是隧道正常施工的基本保障，因此必须采取综合治理对策，即：加强机械车辆净化，减少污染源;实施水幕降尘，强化现场通风管理。二、通风方案的比选及技术优化为了做到通风一次成功，我们根据施工组织设计，对风量、风压进行科学论证，合理选用通风设备，并认真进行测定，加强风机、风管的安装和维修管理。（一）风量和风压的确定111.计算参数的选择：⑴⑴⑴⑴⑴⑴、开挖断面：S=60m2((按半断面）⑵、一次开挖长度：L=2m⑶⑶⑶⑶⑶⑶、一次爆破耗药量：G=140kg⑷⑷⑷⑷⑷⑷、洞内作业人数50人⑸⑸⑸⑸⑸⑸、内燃设备装机功率478kw⑹⑹⑹⑹⑹⑹、爆破后通风排烟时间：t＜30min⑺⑺⑺⑺⑺⑺、通风管直径：φ=1200mm⑻⑻⑻⑻⑻⑻、管道百米漏风率β=1.3%⑼⑼⑼⑼⑼⑼、风管摩阻系数λ＝0.02，αα=ρλ/8=1.2×0.02/8=3.0×10-4kg.s2/m3⑽⑽⑽⑽⑽⑽、炮烟抛掷长度Ls=15＋G/5，Ls=15+140/5=43m22222.风量的计算风量计算按压入式通风考虑，确定工作面需风量，需计算出满足洞内最小风速所需空气所需空气量Q1，满足洞内工作人员呼吸所需空气量Q2，稀释炮烟所需空气量Q3，稀释内燃机械废气所需空气量Q4，取其最大者即为压入式通风系统出风口的所需风量Q需。⑴按洞内最小风速计算风量：最小风速按Vmin=0.25m/s计算。Q1＝Vmin×S=0.25×60×60=900(m3/min)⑵⑵按洞内最多工作人员计算风量：一般标准为每人每分钟3m3新鲜空气，洞内作业人员按50人计算，风量备用系数取1.2。Q2＝3×50×1.2＝180（m3/min)⑶⑶⑶⑶⑶按稀释爆破烟计算风量：Q3＝V1－（KV1t+1/V2)1/t=2580[1－（100×10-6×2580/4.2)1/30=229(m3/min)式中：V1－一次爆破产生的炮烟体积：V1＝S×Ls＝60×43＝2580(m3)V2－一次爆破产生的有害气体体：V2＝αG＝3×10-3×140＝＝4.2(m3)t—通风时间为30分钟K—允许浓度取100ppmαααααα－单位重炸药爆破产生的有害气体换算成CO的体积取30×10-3（m2/kg)⑷⑷⑷⑷⑷按稀释内燃机废气计算风量：根据隧规规定，内燃机械作业机械作业时1kw供风量取3m3/min，机械设备的平均利用率70％，内燃机总瓦数：154+162×2=478Kw。（见表1）Q4＝3×478×0.7＝1004(m3/min)根据计算取其中的最大值1004m3/min，为隧道工作面所需新鲜风量。供风长度按1300m计，考虑风管漏风，则风机提供的风量应为：Q机=Q需/（1-β）L/100=1004/（1-0.013）1300/100=1190m3/min表1名称型型号单位功率率数量量装载机机柳工工ZL500D台1544Kw1自卸车车卡卡玛斯551111台1622Kw233333.风压的计算为将所需风量送入指定位置,并达到规定的风速,必须克服沿途阻力,并在出口保持一定的风速和风压，则通风机应有足够的风压以克服管道系统阻力，即h机>h阻。h阻=h动+h局+h沿⑴动压：取50Pa；⑵局部压力损失：由于直线隧道风流不转弯，风管断面不变化，因此，不予考虑；⑶沿程摩擦阻力：h沿=αLUPQ2g/S3采用φ1200mm风管：h沿=3×10-4×1300×（1.2π）×1.18×9.8/（π1.22/4）3=3286Pa采用φ1000mm风管：h沿=3×10-4×1300×（1.0π）×1.18×9.8/（π1.02/4）3=8010Pa式中：α—摩擦阻力系数，取3×10-4Kgs2/m3LLLL—风管长，取1300mU—风管周边长，πDPP—漏风系数，P=1/（1-β）L/100=1.18Q—工作面所需风量，为1004m3/ming—重力加速度，取9.8m/s2S—风管断面积，πD2/4 （二）机械设备的选型合理的通风方案要求通风系统设计合理，风机风管相匹配。如果片面追求大风量风机，而风管直径小，或者风管直径大而风机风量小，都难以保证好的通风效果。
1111.风机：根据计算风机应提供的风量和风压及现有设备选型。压入式通风机采用轴流式通风机，其额定风量为1250m3/min，风压为5000Pa，发电机功率为2×75Kw。（见表2）







表2项项目型号轮径mmm风风量m３/min风压PPa噪声ddb转速电电机KKw数量左右线92-111001125050008851450775×222左右线FSD-263044505000660290018.5×222





2.风管：一般情况下，取开挖面积的1/25～1/20为柔性风管过风面积，同时根据对不同管径风管的h沿进行比较，Φ1200mm风管与风机相匹配，据此选配重庆煤科院生产的Φ1200mm（压入）和和Φ800mm（吸出）的强力橡胶软管，每节长10m，软风管接头方式为双反边拉链式接头，安装方便、密封性能好。（三）通风方式的选择与确定：通风方式采用大功率通风机将新鲜空气压送到掌子面，然后将废气从里往外挤出。这种通风方式适应于短距离下坡道隧道，而我们施工我们施工是2.49%和和2.5%的大坡度上坡隧道，当掘进到300m距离时，与洞口高差为7.5m，掌子面的底面高与洞口顶高相等，掘进到1200m时，高差为30m，油烟废气根本挤不出来，反而把整个洞搞得乌烟瘴气，看不见人影，严重的影响职工的身心健康和施工进度。只有千方百计把洞内油烟废气用管道直接排出洞外，才能最终解决通风排烟问题。因此，我们决定当掘进到300m深度时，在洞内离掌子面40～50m处安装一组FSD-2小型通风机，架设一条Φ800mm通风管往洞外排烟。通过一年多的实际应用，证明此方案确实可行。三、风机的安装调试（一）风机安装11111、洞外风机安装为了保证压入较好的新鲜空气，风机安装于洞外距洞口约10m处，为了使通风机运转平稳，我们用浆砌片石砌筑1m高的机座，将通风机固定在上面，并用螺杆连接牢固。为了防止通风机和配电柜雨淋受潮及防止他人触电发生意外，在风机和配电柜上方搭盖雨棚和护栏。222、洞内风机安装经反复讨论研究，最佳方案是安装在防水板铺挂台车上，它的主要优点是：⑴⑴⑴⑴⑴移动方便，台车走它也自然跟着走，节约很多人力和时间，只需摘取或增挂风管。⑵⑵⑵⑵⑵二次衬砌时也可开机排烟。（二）风管悬挂固定


风管与风机连接处用铁皮加工喇叭口，一头用螺丝与风机连接，另一头套上强力胶管，用铁丝捆绑加固。大风管悬挂在二次衬砌墙体上，约离地面1m高，小风管悬挂在大风管上方。挂设风管要平顺直。作业时，先每隔5m打眼，安装锚杆，然后布ф6钢筋拉线，用紧线器张紧，风管吊挂在拉线下。风管悬吊要稳固，高度一致，要求每10m挠度不大于150mm。（三）通风机调试隧道内尘毒测试及通风管性能测试是评价通风条件的一项重要指标，周期性的动态测试数，数据反馈可为决策者提供科学依据。xx隧道到目前进行了三次测试，对每次测试结果进行认真研究，及时完善通风设计。三次测试的主要结果为：⑴⑴⑴⑴⑴风机实际性能普遍达不到额定参数，比如92－1型通风机额定风量和风压力为1250m3/min和5000Pa，而实际测试为1100～1150m3/min和4500Pa，在一定程度上影响了通风效果,这就需要在选择风机时,考虑实际性能与额定参数的出入。⑵⑵由于采取了降阻防漏措施，风管百米漏风率小于1.1%。⑶⑶隧道内风速为0.3～0.5m/s，能满足要求。（四）通风效果xx隧道左、右线都采用大功率通风机压入式通风，满足了施工生产的需要，辅以小功率通风机向外排烟，增强了通风效果，缩短了通风时间。四、加强隧道通风的主要技术措施（一）搞好岗前培训，提高管理使用技术。对负责通风专业工作的通风司机，管道安装维修工，进行岗前培训，传授通风操作、维修、保养技术，管道安装、调试、维修、保养技术和操作规则。（二）健全制度、落实保障措施一是通风机有专人值守，按规程要求操作风机，定期检修和润滑风机，如实填写各种记录，始终使通风机保持良好的状态。二是设专职风管维修工，每班必须对全部风管进行检查，不平、不顺之处及时调直调平，发现风管破损漏风，及时处理：轻微破损的管节，采用快干胶水粘补，粘补补，粘补后30分钟不得送风；严重破损的管节，必须及时更换，从而降低漏风系数，保证管道密封度。三是加强运输设备的维修保养制度，按照设备管理要求定期维修，特别是进气和燃油系统，进行强化保养，并坚持燃油沉淀过滤制度，减少废气的排放量。（三）采用循环双向一进一排通风排烟技术，加快排放速度。为了加强掌子面废气的排放速度，在二次衬砌台车上安装一上安装一台FSD型通风机，功率为2×18.5kw配Φ80cm的强力通风橡胶管，一直接到洞外，直接使废气从洞内掌子面通过管道排出，保证了废气和炮烟不在洞内停留。























































（四）自制水幕降尘器，最大限度降低炮烟、粉尘污染。为了降低炮烟、粉尘烟、粉尘用Φ20mm的镀锌钢管加工，一头堵死、一头套上闸阀，用小钻头在钢管上钻无数小孔，在放炮前安装好，紧靠掌子面，安装在两边拱腰上，最好每边装两个，放炮时开闸放高压水喷雾。不但效果好，而且争取了时间，提高了工效。五、几点体会（一）经过一年多的施工实践，大断面长隧道以大功率通风机向隧道内压风，配以小功率通风机向外抽风，能够有效地解决通风问题。（二）狠（二）狠抓“防漏降阻”工作，只有管道漏风率和摩阻系数小，才能确保单机送风距离长，效果好。（三）在洞口采用大功率通风机，长期向洞内通风，耗能较高，应采用无级变速节能风机，降低能耗。（四）为确保通风工作的顺利进行，现场管理是关键，现场管理要设立专职通风人员，负责通风设备、管道的日常使用及管理、检查、维修、保养工作，确保设备的正常运行，提高利用率，保证管道完好无损、平直、稳固，保证工作面有一个良好的施工环境。这样风机的风量也可选相对小些的，使风机和风管的匹配较合理，避免风机风量过大，风管直径小，单机送风距离短，耗能多的特点。（五）在衬砌台车上设置一台小功率吸出风机，虽能很好的改善衬砌作业段的工作