花石隧道张家河斜井隧道施工通风设计.docVIP

花石隧道张家河斜井隧道施工通风设计及管理 曾旻、杭宝国 摘要：对长大隧道施工通风技术进行全面的论述，并采取科学的技术措施，为长大隧道施工通风提供了实践的经验。 关键词：隧道施工；通风 1、工程概况 花石隧道全长7419m，双线隧道，属于兰渝线高风险隧道，隧道设斜井一座，位于广元市朝天区花石乡盘龙村。（斜井与线路交于DK483+700，平角68°4127，纵坡约3.69%，长度788m，采用无轨运输方式，主攻兰州方向，斜井断面采用单车道的无轨运输断面形式。根据设计要求确定辅助坑道断面内净空为500×590（宽×高）。计划正洞施工长度为2300m，其中兰州方向为1950m，重庆方向为350m。 施工通风是长大隧道施工的重要配套工艺之一，施工过程中的通风设计方案进行了总结。隧道施工环境标准根据我国铁路、厂矿、企业及有关劳动卫生标准的规定，隧道内施工作业段的空气必须符合下列卫生标准：二氧化炭（CO2）的含量不得大于0.5％。氮氧化合物（换算成NO2）质量浓度不得超过5mg/m3。粉尘浓度：空气含有10％以上游离二氧化硅的粉尘为2mg；含游离二氧化硅在10％以下时，不含有害物质的矿性和动植物性的粉尘为mg/m3。 2.4洞内风量要求：每人每分钟供应新鲜空气不应少于3m3，柴油设备千瓦/分钟需要新鲜空气不小于3m3。计算参数的开挖断面：S=m2(全断面） 一次爆破耗药量：G=kg（一次开挖长度m） 通风距离：L=788+1950=2738m 洞内作业人数0人 爆破后通风排烟时间：t30min 通风管直径：φ=100mm 管道百米漏风率β=1.5% 3.3风量计算 3.3.1按洞内最多工作人员数所需的新鲜空气，计算： Q1=3·k·m=3×1.25×60=225m3/min 式中 3—隧规规定每人每分钟需供应新鲜空气标准为3m3/min k—风量备用系数，一般取1.15～1.25，按1.25取值 m—同一时间洞内工作最多人数，按60人计 3.3.2按全断面开挖，30分钟内稀释一次性爆破使用最多炸药量所产生的有害气体到允许的浓度，按照压入式通风的风量进行计算： 式中： Q2—工作面风量，m3/min； t—通风时间，取t=30min。 G－同时爆破的炸药消耗量，G=320kg S—一次开挖的断面面积，按136.6m2 φ—淋水系数，沿干燥围岩巷道进行掘进，取φ=0.8。 b—单位乳化炸药爆破产生的有害气体换算成CO的体积，岩层中爆破取40L/kg 。 P—风管漏风系数，一般取值为1.5。 L—巷道全长或临界长度，m； 长距离巷道掘进时，炮烟在沿巷道流动过程中与巷道内的空气混合，在未到达巷道出口时已被稀释到允许浓度，从工作面至炮烟已稀释到允许浓度处的距离称为临界长度。在这种情况下，公式中的L应用临界长度代入计算。 临界长度计算公式： K为紊流扩散系数，一般取值范围为0.46～0.7，本计算取值为0.5。 计算得L=260m。 计算得Q2=1342.91 m3/min 3.3.3按洞内允许最低风速，计算： Q3=60·V·S=60×0.15×136.6=1229.4 m3/min 式中 V— 洞内允许最小风速，隧规规定全断面开挖时取值0.15m/s S—一次开挖的断面面积，按136.6m2 60—min和s换算常数 3.3.4按稀释内燃机废气计算风量： 考虑在洞内同时有1台PC220挖掘机、2台ZL50D型装载机（功率158kw）和3辆陕汽重卡自卸车（功率210kw）作业，总功率1181kw，取机械设备的平均利用率为70%，按隧规1kw需供风量不小于3m3/min，算得： Q4=1181×0.70×3=2480m3/min 【?机械功率参考表】 名? 称 型?? 号 单 位 功 率 备注 装载机 柳工ZL50D 台 158kw 柳工ZL50 台 154kw 柳工CLG888 台 231kw 徐工ZL50G 台 162kw 挖掘机 PC220 台 235kw 自卸车 卡玛斯55111 台 162kw 陕汽重卡254 台 210kw 设备供风能力取Qmax=Max（Q1，Q2，Q3，Q4）=2480 m3/min。 对于长大隧道，管道的漏风现象造成入口处与出口处的风量差别很大，按百米漏风率（取β=1.5%）计算洞口风机风量： Q机= Qmax/(1-β)L/100=2480/(1－1.5%)2738/100=3751.89 m3/min。 【注1：先计算漏风系数p=1/(1-β)L/100 =1/(1-1.5/100)=1.53，也可。】 【注2：若β=2.0%，则Q机=4313pa；若β=2.5%，则Q机=4960pa；这两个计算结果都没有上述可行，但国