壁板坡隧道出口施工通风方案.docx
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1、壁板坡隧道施工通风方案目 录1 工程概况12 通风设计原则12.1 通风原则12.2 通风思路13 风量和风压计算23.1 风量计算参数23.2 风量计算53.2.1 排除炮烟需风量Q153.2.2 洞内最大工作人数需风量Q263.2.3 最小风速要求需风量63.2.4 瓦斯涌出需风量Q4(暂不考虑)73.2.5 稀释或排出内燃机械废气需风量73.2.6 高原地区施工通风需风量(每工作面)83.3 风压计算83.3.1 管道摩擦阻力83.3.2 局部阻力93.3.3 管道总阻力94 施工通风方案设计104.1 进口端通风方案104.1.1 前期通风(施工平导、分合修渐变段和进口正洞)104.1
2、.2 巷道式通风阶段104.2 出口端通风方案114.2.1 前期通风114.2.2 巷道式通风阶段114.3 本方案的优缺点124.3.1 优点124.3.2 缺点125 风机的工作原理、风机选择及安装维护125.1 风机、风管的选择135.2 风机的安装145.2.1 安装风机145.2.2 安装风管155.3 通风系统维护156 机具设备及劳动力组织166.1 机具设备166.2 劳动组织167 质量标准177.1 施工通风监测177.2 施工通风标准178 安全措施18附:壁板坡隧道通风平面布置图(共4页)20壁板坡隧道出口施工通风方案1 工程概况壁板坡隧道全长14756m,是全线重难
3、点、控制性工程和3座I级风险隧道之一,是全线最长的隧道,起讫里程DK977+657DK992+413,中心里程为DK985+035,进口位于贵州盘县红果镇上纸厂村,出口位于云南省富源县后所镇三丘田村。 设计方案为“进口合修、出口分修”,出口段左右线间距31.5m。线路坡度设计为人字坡,纵坡25,左线左侧设计贯通平导,平导与左线间距30m,平导设计为单车道断面5.6m6m,每250m设置会车道,平导全长14.717m。隧道最大埋深约750m,洞身穿越C1yT1yn1地层,岩性以灰岩、白云岩、玄武岩和泥质白云岩为主,穿过杨梅山-小达村断层、发伍多-东铺断层、迤后所-羊洞断层共3条断层,、级围岩长度
4、8606m,占隧道全长的58.24%。主要不良地质有断层破碎带、岩溶、瓦斯及煤层采空区、地裂缝、高地应力及岩爆,软质岩变形等,施工难度极大,安全风险高。预计隧道正常涌水量Q93800m3/d,雨洪期最大涌水量Q320600m3/d,所以隧道施工中发生突泥、突水的可能性极大。单口掘进长度近8km,通风、运输困难。2 通风设计原则2.1 通风原则按照洞内各工作面作业人员和施工机械数量,确定需供风的风量大小,通过合理布置风机、采用优质风管,保证通风量满足要求,提高空气质量,改善施工环境,降低通风成本,达到提高作业工效,加快施工进度,确保施工机械正常运转和施工人员身体健康的目的。2.2 设计思路根据施
5、工进度情况,各个施工阶段采取不同的通风方式,进洞初期采用压入式通风方式,在各个洞口分别安装轴流式通风机,直接对各工作面通风;随着工作面增加和洞身增长,横通道贯通具备巷道式通风条件后则采用巷道式通风技术,考虑到平导施工超前,断面较小不利于污风排放,设计平导进新鲜空气,正洞排污风,主风机移至平导内,利用风管给各个工作面均单独安装风机进行通风。随着平导的掌子面掘进,主风机随着向平导内前移。巷道式通风设计时考虑实际供风长度为平导供风距离2000m,正洞供风距离1000m,根据平导断面尺寸选用直径1.5米的风管。 3 风量和风压计算由于前期通风距离短,且在各个施工点的洞口安装风机单独供风,在此不作计算。
6、采用巷道式通风后,管道、巷道长度较长,工作面多,所以,这里的风量、风压计算是针对采用巷道式通风。各个工作面的需风量分别按照洞内同时工作的最多人数、洞内允许的最小风速、一次性爆破产生的炮烟量、内燃机械设备总功率等计算,取其中最大值作为控制风量进行设备配置。3.1 风量计算参数根据隧道内施工组织方案确定风量计算参数见下表。正洞每工作面风量计算参数表项目单位数量备注进口双线段断面积m2150分合修渐变段断面积m2247单线正洞断面积m2108双线正洞上台阶一次爆破炸药量kg132进度按2m计算双线正洞下台阶一次爆破炸药量kg200进度按2m计算分合修渐变段三台阶每次爆破炸药量kg205三次平均,进度
7、按1.6m计算单线正洞上台阶一次爆破炸药量kg147.84上台阶:1.12.8(进尺)48(断面积)单线正洞下台阶一次爆破炸药量kg166.32洞内最多作业人数人50自卸汽车功率kw25920.65取同时工作的最大组合,2台自缷汽车、1台装载机最大功率之和(25920.651420.65)=429kwWA380-6装载机kw142*0.65PC130-7挖机kw2000.65砼罐车kw25910.5喷射机kw74.5C6钻机kw93通风时间min30最低风速m/s0.25风管直径m1.2风管每百米漏风率%1.5风管摩阻0.02最长通风距离m1000各开挖面均采用压入式通风平导工作面风量计算参数
8、表项目单位数量备注平导断面积S236.8一次爆破炸药量kg113.37全断面:1.12.8(进尺)36.81(断面积)洞内最多作业人数人20自卸汽车功率kw25920.65取同时工作的最大组合,2台自缷汽车、1台装载机最大功率和(25920.65+1500.65)=434kw扒碴机功率kw1400.65厦工951kw1500.65WA380-6装载机kw1420.65PC130-7挖机kw660.65喷射机kw74.5C6钻机kw93通风时间min30最低风速m/s0.25风管直径m1.2风管每百米漏风率%1.5风管摩阻0.02最长通风距离m2000开挖面均采用压入式通风3.2 风量计算由于各
9、个横通道最长的施工距离、施工投入和出碴运输的通行能力等问题,分进出口两个工区来进行统一布置,各个工区在进行风量计算时,正洞按一个横通道两个工作面(左右线各一),考虑两个横通道(四个工作面)同时施工,平导一个工作面,共计五个工作面。也就是说两个工区各按照五个工作面的计算结果来配置风机,就能够满足本隧施工通风要求。3.2.1 排除炮烟需风量Q1Q1=2.25/t式中:t通风时间(min),按每次爆破后通风30min排净炮烟计算;A1次爆破耗药量(kg);b1kg炸药有害气体的生成量(L),岩层中取40。s巷道断面积;L巷道长度或临界长度(m),即稀释炮烟所需的洞身长度,L=41.7。巷道临界长度计
10、算表序号工作面一次爆破装药量(kg)断面积(m2)长度(m)备注1平导11336.86962双线正洞2001505213渐变段2052473244单线正洞166108601k考虑淋水使炮烟浓度降低的系数取0.6;p巷道计算长度范围内漏风系数,采用1.5m软风管,通风距离平导按2000m计算、正洞按1000m计算,每节风管长10m。参照中铁二局主编的铁路工程施工技术手册-隧道下册,前20个接头每个漏风1%,而后每个接头为0.5%,则漏风率为:、按百分比计算平导P1201%+1800.5%2.1正洞P1201%+800.5%1.6、按指数递减方式计算:平导P(1+0.01)20*(1+0.005)
11、1802.99正洞P(1+0.01)20*(1+0.005)801.82各工作面排除炮烟需风量计算表序号工作面一次爆破炸药量(kg)断面积(m2)需风量(m3/min)备注1平导11336.8554取两组计算中的大值2进口双线正洞20015016913进口分合修渐变段20524717334单线正洞16610814033.2.2 洞内最大工作人数需风量Q2Q2=qkm 式中:q每人需要的新鲜空气标准取4m3/min。k风量备用系数为1.11.25取1.25,m同一时间内洞内工作最多人数为正洞40人,平导20人。各工作面最大工作人数需风量计算表序号工作面最大同时作业(人)需风量(m3/min)备注
12、1平导201002进口双线正洞402003进口分合修渐变段402004单线正洞402003.2.3 最小风速要求需风量Q3=6OVS式中:Q3最低风速需风量m3/min;V最小允许风速取0.25m/s;S隧道断面积m2。各工作面最小允许风速需风量计算表序号工作面断面积(m2)需风量(m3/min)备注1平导36.85522进口双线正洞15022503进口分合修渐变段24737054单线正洞10816203.2.4 瓦斯涌出需风量Q4(暂不考虑)Q4=k式中:工作面瓦斯涌出量m3/min;工作面瓦斯允许浓度;送入工作面风流的瓦斯浓度。k瓦斯涌出不均匀系数1.52.0。3.2.5 稀释或排出内燃机
13、械废气需风量Q5=k式中:k规定的每1kw供风量3m3/min;Ni各种内燃机功率(kw);同时工作柴油机设备利用率系数;各工作面使用内燃机械需风量计算表序号工作面同时使用机械功率(kw)需风量(m3/min)备注1平导43413022进口双线正洞42912873进口分合修渐变段42912874单线正洞42912873.2.6 高原地区施工通风需风量(每工作面)综合以上各项计算结果,采用其中最大需风量作为控制风量,各工作面控制风量具体如下:各工作面控制风量统计表序号工作面需风量(m3/min)备注1平导13022进口双线正洞22503进口分合修渐变段37054单线正洞1620根据最终采用的控制
14、风量,考虑海拔高度对通风阻力、风量风压的影响计算风量。Q高=760/P高Q 式中:P高高山地区大气压力(mmHg);Q正常条件下计算的风量;考虑高原地区施工影响后各工作面需风量计算表序号工作面需风量(m3/min)备注1平导1641平均海拔高度按1884计算2进口双线正洞28363进口分合修渐变段46704单线正洞20413.3 风压计算轴流通风机应有足够的风压以克服管道系统的阻力,即hh阻。3.3.1 管道摩擦阻力h摩=6.5LQ2g/d5 式中:a风管摩擦系数取0.00013;I一管道长度平导2000m(横通道正洞1000m);-注:管道长度平导按2000米,正洞按1000米计。Q设计风量
15、m3/s;g重力加速度,取9.8m/s2;d风管直径=1.5m。各工作面管道摩擦阻力计算表序号工作面摩擦阻力(pa)备注1平导16312进口双线正洞24363进口分合修渐变段66064单线正洞12613.3.2 局部阻力平导:h局=Q2/(2S2) 式中:局部阻力系数,90圆转角取为0.175,45之字形拐弯取为0.75;Q设计风量m3/s;空气比重取1.2kg/m3;S管道净面积,1.5m风管为1.767m2;各工作面局部阻力计算表序号工作面摩擦阻力(pa)备注1平导252进口双线正洞753进口分合修渐变段2044单线正洞543.3.3 管道总阻力其它局部阻力按局部阻力的5%考虑,管道总阻力
16、:各工作面管道总阻力计算表序号工作面摩擦阻力(pa)备注1平导16562进口双线正洞25113进口分合修渐变段68104单线正洞13154 施工通风方案设计为尽量减少施工干扰,保证各工作面正常施工从而保证施工进度,按照施组安排,本隧进、出口两个工区初步拟定其同时施工工作面为五个(含平导工作面)。现将通风方案分述如下:4.1 进口端通风方案4.1.1 前期通风(施工平导、分合修渐变段和进口正洞)、1#横通道与正洞工作面贯通前,平导与正洞分别采用压入式通风,风机安装在洞口;、当1#横通道与正洞工作面贯通前,采用压入式通风,平导3#横通道进入左、右线施工时,此时有平导、分合修渐变段、3#横通道处的左
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