公路特长隧道通风施工技术的应用研究.pdf
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1、交通世界TRANSPOWORLD1 工程概况235国道景泰交界至泰顺司前段改建工程中,小燕隧道位于项目起点景泰交界处,为特长隧道,隧道全长 4 345.69 m,其中景宁段 870.1 m,泰顺段 3 472 m,本 项 目 施 工 泰 顺 段(K5+600K9+072;ZK5+600ZK9+055)。小燕隧道为分离式双向 4车道隧道,单洞净宽 10.25 m,净高 5 m,隧道纵坡为-1.56%(本标段为上坡施工)。由于设计与丽水市交界,需要独头掘进3 472 m,施工通风难度大。经分析比较后,认为分阶段采用压入式通风、压入式接力+永临结合射流风机通风方法较为适合小燕隧道特长隧道通风施工,可
2、以较好地提高隧道进洞后的通风效果,避免因通风效率低造成隧道施工功效较慢,实现隧道掌子面开挖循环工序效率提高。2 特长隧道通风优化施工思路根据以往隧道施工经验和小燕隧道特长隧道的实际情况,施工通风采用长管路压入式通风为主,射流风机辅助通风的方案。经比选,小燕隧道出口段选用功率为2132 kW的轴流式通风机(风量达3 0001 300 m3/min,通风阻力达1 2006 500 Pa),用于正洞出口方向通风,风管直径为 1 500 mm。考虑风机启动时产生较大的冲击力,为防止软风管在瞬间冲击力的作用下撕裂,邻近风机50 m范围内风管采用铁圈加强风管;在距离隧道洞口约1 500 m处,接入1台功率
3、为275 kW的轴流式通风机同型号风机形成串联通风系统。采用永临结合设置射流风机,射流风机的型号采用隧道运营通风的射流风机型号,其安装按照运营通风风机布置进行。此外,采用一定措施控制施工过程中的污染源,如使用排气符合环保要求的装载机和自卸车进洞,必要时安装排气净化装置,放炮后采取水幕降尘改善洞内的尘埃污染等。采用压入式通风结合永久射流风机的科学通风技术,严格隧道施工通风管理,确保施工人员安全和健康,为提高隧道掘进施工创造良好条件。3 通风量计算及风机选型根据本工程的实际情况,施工时,小燕隧道出口端左洞独头掘进3 455 m,右洞独头掘进3 472 m。考虑整个施工阶段通风距离最长,因此风机的选
4、型以最长为准。3.1 掌子面需风量计算1)按洞内同时工作的最多人数计算供风量Q=3k m=3 1.5 50=225(m3/min)(1)式(1)中:取每人呼吸所需新鲜空气量为3 m3/min;k为风量备用系数,高原取1.5;m为洞内同时工作的最多人数,50人。2)按同时爆破的最多炸药量计算供风量Q=5Abt=5 192 4030=1280(m3/min)(2)式(2)中:A为同时爆破的炸药消耗量,单位kg,取192 kg;b为公斤炸药爆破时构成的有害气体体积,单位L,取40 L;t为通风时间,单位min,按30 min计。3)按爆破后稀释CO至许可最高浓度计算供风量Q=5b10 A Kt 60
5、=54010 192 1.330 60=624(m3/min)(3)式(3)中:A、t符号意义同前;K为风量备用系数取1.30。4)按压入式通风30 min内将齐头工作面爆破产生的有害气体浓度稀释到允许浓度计算Q压=7.8tA (SL)23=7.830192 (76 53.4)23=381.6(m3/min)(4)式(4)中:S为巷道断面积,单位m2,取76 m2;L为通风收稿日期:2022-11-13作者简介:蒋鸿彬,男,工程师,研究方向为公路工程。公路特长隧道通风施工技术的应用研究蒋鸿彬(中交一公局厦门工程有限公司,福建 厦门 361021)摘要:为解决公路特长隧道施工中,由于隧道顺坡施工
6、导致洞内通风效果差、隧道通风困难影响现场施工效率等问题。在合理优化特长隧道施工通风设计,更加经济和规范地设置隧道风机功率及布置方式来满足特长隧道通风施工要求。通过对公路特长隧道通风设计的优化,在确保经济及效益的前提下采用压入式通风、压入式接力+永临结合射流风机通风方法,以确保特长隧道通风要求。关键词:特长隧道;洞内通风;压入式接力;永临结合中图分类号:U453.5文献标识码:B151总654期2023年第24期(8月 下)区段长度,单位m,L=15+A5=53.4m;A、t符号同前。5)按稀释内燃机排放废气中有害气体浓度至许可浓度计算供风量p=103 0.65+1 195 0.65+205 2
7、 0.65=460.2kW(5)Q=k1p=4 406.2=1840.8(m3/min)(6)式(5)(6)中:k1为内燃机单位功率指标柴油机废气排量,单位m3/min.kW,取4 m3/min.kW;p为内燃机功率,按额定功率计算,装载机每台额定总功率195 kW按65%,挖掘机每台额定总功率103 kW按65%,自卸车内燃发动机每台额定总功率205 kW按65%。6)按满足工作面最小风速计算供风量Q=60V S=60 0.15 76=684(m3/min)(7)式(7)中:V 为工作面最小风速,单位 m/s,不小于0.15 m/s。上述计算中结合不同断面和开挖方法计算得出,因此最大值为本工
8、程的设计风量。取上述风量的最大值作为设计风量,因此工作面所需风量应大于1 840.8 m3/min。3.2 风机风压计算考虑为3 452 m:从理论上讲,通风系统克服通风阻力后在风管末端风流具有一定的动压,克服阻力则取决于系统静压,动压与静压之和即为系统需供风压。1)动压计算H动=12 v2=12 0.972 5.62=15.24(Pa)(8)式(8)中:为空气密度,单位kg/m3,取0.972 kg/m3;v为末端管口风速,单位m/s,取5.6 m/s(按工作面最小风速折算)2)静压计算隧道摩擦阻力:h摩=LUQ2S3=0.0013 3452 3.14 1.5()2816.4602()3.1
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