米仓山隧道通风方案专题设计教学文案.doc
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1、米仓山隧道通风方案专题设计精品文档目 录1概述11.1 隧道概况11.2 隧址区地形、地质概况21.3 区域气象条件21.4 米仓山隧道特点21.5 关键技术问题32隧道通风方案42.1 隧道通风方案比选流程42.2 三区段通风主要方案及图示52.3 四区段通风主要方案及图示72.4 米仓山隧道通风主要技术问题102.5 隧道通风设计原则103确定通风模式113.1 隧道参数113.2 通风计算参数113.3 设计交通量及交通组成113.4 通风技术标准123.4.1 隧道内CO允许设计浓度:123.4.2 隧道内烟雾允许设计浓度K:123.4.3 稀释空气中异味123.4.4 火灾工况123
2、.5 风机参数123.6 通风计算原理123.6.1 隧道需风量123.6.2 隧道通风阻力133.6.3 风机计算143.7 隧道需风量计算153.8 隧道通风模式确定153.9 分段数量确定173.10 小结184风机房选择194.1 隧道风机房设置原则194.1.1 一般规定194.1.2 洞外风机房194.1.3 洞内风机房204.1.4 洞外风机房与洞内风机房比较204.2 风机房设置调研204.3 米仓山隧道风机房型式选择215三区段纵向通风方案比选225.1 方案一2竖井方案经济风速论证225.1.1 计算参数225.1.2 计算内容235.1.3 计算结果235.2 方案二 2
3、无轨运输斜井方案经济风速论证275.2.1 计算参数275.2.2 计算内容275.2.3 计算结果285.3 方案三2有轨运输斜井方案经济风速论证325.3.1 计算参数325.3.2 计算内容325.3.3 计算结果335.4 三区段通风方案比选376四区段纵向通风方案比选406.1 方案一 2竖井+1无轨运输斜井方案经济风速论证406.1.1 计算参数406.1.2 计算内容406.1.3 计算结果416.2 方案二 1竖井+2无轨运输斜井方案经济风速论证456.2.1 计算参数456.2.2 计算内容456.2.3 计算结果466.3 方案三 1竖井+2有轨运输斜井方案经济风速论证50
4、6.3.1 计算参数506.3.2 计算内容506.3.3 计算结果516.4 方案四 1竖井+1无轨运输斜井+1有轨运输斜井方案经济风速论证556.4.1 计算参数556.4.2 计算内容556.4.3 计算结果566.5 方案五1竖井+2平导方案经济风速论证606.5.1 计算参数606.5.2 计算内容606.5.3 计算结果616.6 四区段通风方案比选657三区段与四区段通风方案比选708风机布置739防灾救援759.1 火灾情况下的行车组织779.2 火灾情况下的通风组织779.3 米仓山隧道防灾救援区段划分809.4 米仓山隧道监控及通风控制8010结论8211下一阶段需解决的问
5、题83收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 米仓山隧道通风专题设计1 概述1.1 隧道概况桃巴路是四川省高速公路网规划中成都经巴中至陕西汉中高速公路的组成部分,是我省北向连接陕西等省的重要出省通道,成都经巴中至陕西汉中高速公路是国家高速公路网京昆线的重要补充,并与京昆线、包茂线在川东北地区形成3条纵向高速公路布局,与横向的广-巴-达-万高速公路形成网络布局。本项目位于川东北秦巴高山峡谷地区,路线(四川境)起于南江县光雾山(川陕界)拟建米仓山特长隧道内,接陕西境拟建宝汉高速公路汉中至陕川界段。路线途经南江县(约95km)、巴州区(约20km),沿大河、南江河、巴河而下,止于巴中市巴州区东兴场,接
6、在建巴中至南部高速公路,并与广元巴中达州高速公路互通,初设路线全长约115km。米仓山隧道横跨陕、川两省,推荐线全长13.777Km,其中陕境2939m、川境10838m,是桃巴高速公路上的控制性工程。工可批复项目建设工期4年。米仓山隧道穿越米仓山国家森林公园和大小兰沟省级自然保护区实验区,隧道中部地表为牟阳城景区的风景游览区,环境保护要求高。图1 地理位置图1.2 隧址区地形、地质概况隧道穿越四川省和陕西省,位于四川盆地北缘地带,为深切割高中山构造剥蚀地貌区。区内地貌多形成高山、峡谷。沟谷多呈V型,沟床坡降大,水系呈树枝状。调绘区山脊最高约2000m,沟谷最低约870m,相对高差约1130m
7、,地形总体变化大。地形地貌受构造和岩性的制约,花岗岩山体陡峻,山顶呈尖峰;沉积岩山峰一般浑圆,在山体上横向冲沟发育,呈树枝状,个别切割较深,形成峡谷、陡崖等地貌。山体植被发育。隧址区出露地层以闪长岩为主,进口段分布有砂岩、灰岩、页岩等,隧道洞身至出口段广泛分布花岗闪长岩。隧址区为秦岭东西向复杂构造带与四川新华夏盆地的交接部位,位于杨子准地台北缘,为岩浆岩出露区,为元古代基底构造层,形成东西向地垒构造区,加之侵蚀切割作用强烈,表现为陡峻的褶皱山和深切峡谷。区内断层、褶皱不发育,地质构造简单。隧址区地表未发现大的断裂构造,但闪长岩中可能发育有隐伏断层,对隧道工程有一定影响。在隧道进口附近分布有一向
8、斜,向斜两翼基本对称,核部出露奥陶系地层,两翼主要为韩武系地层。在米仓山国家森林公园出露Pts地层(岩性以板岩为主)为一向斜构造,向斜延伸较短,两翼基本对称,出露地层均为上两组,岩性以板岩为主,但下部板岩和岩浆岩接触带岩体可能发生质变,岩体破碎或软弱。隧道穿越闪长岩段大多地下水贫乏,但局部裂隙发育段可能有地下水富集或通过裂隙连通远处补给区而形成承压水出露。隧道进口段砂岩裂隙发育,其透水性和含水性较好,页岩为相对隔水层,砂岩和页岩接触带一般地下水较富集,灰岩地下水较丰富,隧道开挖可能遭遇地下溶洞和岩溶涌突水等问题。1.3 区域气象条件隧址区位于四川盆地东北部,处于低山区中的河谷地带,属北亚热带湿
9、润季风气候区。四季分明,气候温和,雨量充沛,大陆季风气候特征明显,具春迟秋早而短,夏季无明显高温时段,光热条件好的特征。年降雨量平均值为1074mm,降雨分布不均,多集中于59月,其降雨总量可达891.4mm,占全年降雨量的83。据巴中市气象资料,最大年降水量1600mm,最小年降水量630mm。多年平均气温16.1C,多年平均蒸发量1500mm,多年平均蒸发量大于降雨量;多年相对平均湿度为68。1.4 米仓山隧道特点(1)隧道长目前,国内已经建成的10Km以上的公路隧道有秦岭终南山隧道(18020m)、大坪里隧道(12286m)和包家山隧道(11185m),在建的有西山隧道(13654m)、
10、泥巴山隧道(10007m),米仓山隧道全长13777m,开建后将成为国内第二长公路隧道。(2)埋深大米仓山两侧山体陡峻,中部宽缓,构成“一山二岭夹一谷”的构造侵蚀地貌,隧道最大埋深约1060m,长达11.7Km的中部地段最小埋深都在400m以上。(3)山体宽厚米仓山隧道为越岭隧道,隧道轴线两侧埋深超过1000m的宽度在20Km以上,可见米仓山隧道山体十分宽厚。(4)地质条件较复杂隧道洞身穿越砂岩、页岩、灰岩不等厚互层地段及花岗闪长岩,灰岩地段岩溶较发育,地下水丰富,可能遭遇溶洞及涌突水等地质灾害。地质构造上,隧道穿越两个向斜与断层破碎带,花岗闪长岩内可能存在隐伏断层。(5)环保要求高米仓山隧道
11、穿越米仓山国家森林公园和大小兰沟省级自然保护区实验区,隧道中部地表为牟阳城景区的风景游览区,环境保护要求高。1.5 关键技术问题根据以上特点,米仓山隧道设计存在以下关键技术问题:(1) 控制测量米仓山海拔较高、跨度大、山顶大部分地段人迹罕至,控制测量工作难度大。(2) 地质勘察地表植被茂盛、覆盖层厚度大,山顶地段人迹罕至,隧道埋深大、地质条件复杂,地质勘察工作量大、难度大。(3) 通风救灾米仓山隧道为超特长隧道,隧道通风系统的设计对整个隧道的投资以及后期运营费用影响极大,因此,需结合米仓山隧道的具体地质、地形情况,对可能存在的通风方案进行系统研究,并结合防灾救援、隧道施工等需要,选择最佳通风方
12、案。(4) 超特长隧道快速施工米仓山隧道长近13.8Km,工可批复建设工期4年,如何实现快速施工,是保证隧道建设成功的重要条件,因此,需结合米仓山隧道的具体地质、地形情况,研究可能的辅助施工措施,并结合隧道营运通风需要,选择最佳辅助施工方案。2 隧道通风方案2.1 隧道通风方案比选流程隧道通风方案比选流程:(1)通过调研分析,论证隧道分段纵向通风模式;(2)地面风机房和地下风机房比选;(3)提出可能的比较方案,三区段通风和四区段通风方案;(4)三区段通风方案比选A、三区段2竖井通风方案经济风速论证;B、三区段2无轨运输斜井通风方案经济风速论证;C、三区段2有轨运输斜井风方案经济风速论证;D、三
13、区段通风方案比选。(5)四区段通风方案比选A、四区段2竖井+1无轨运输斜井通风方案经济风速论证;B、四区段1竖井+1无轨运输斜井通风方案经济风速论证;C、四区段1竖井+2两有轨运输斜井通风方案经济风速论证;D、四区段1竖井+1有轨运输斜井+1无轨运输斜井通风方案经济风速论证;E、四区段1竖井+2平导通风方案经济风速论证;F、四区段通风方案比选(6)三区段通风推荐方案和四区段通风推荐方案比选(7)综合考虑通风、施工、投资、环保等各种因素,提出米仓山隧道通风推荐方案。图2 隧道通风方案比选流程图2.2 三区段通风主要方案及图示方案一:2竖井方案三区段两竖井送排式通风,竖井均位于四川境,每个井位各设
14、置两座竖井,分别用于左、右洞的送风和排风,送风井与排风井之间采用隔板分割,风机房设于地表。表1. 三区段通风方案一分段参数表进出口桩号K39+272K53+036竖井位置K43+700K48+000分段长度4428m4300m5036m竖井深度555m465m井口高程1540m1470m图3 三区段通风方案一示意图方案二:2无轨运输斜井方案三区段两无轨斜井送排式通风,斜井口位于隧道中部大坝附近,每个井位各设置两座斜井,分别用于左、右洞的送风和排风,送风井与排风井之间采用隔板分割,风机房设于地表。表2. 三区段通风方案二分段参数表进出口桩号K39+272K53+036斜井位置K44+450K48
15、+400分段长度5178m3950m4636m斜井长度(坡度)2500m(17.1%)2300m(17.4%)井口高程1420m1495m图4 三区段通风方案二示意图方案三:2有轨运输斜井方案三区段两有轨斜井送排式通风,斜井口均位于四川境,一个井口位于土卡门附近、一个位于隧道中部大坝附近,每个井位各设置两座斜井,斜井纵坡45%,分别用于左、右洞的送风和排风,送风井与排风井之间采用隔板分割,风机房设于地表。表3. 三区段通风方案三分段参数表进出口桩号K39+272K53+036斜井位置K43+800K48+400分段长度4528m4600m4636m斜井长度(坡度)1200m(45%)950m(
16、45%)井口高程1520m1410m图5 三区段通风方案三示意图2.3 四区段通风主要方案及图示方案一:2竖井+1无轨运输斜井方案四区段三风井送排式通风,三座风井均位于四川境,两个竖井口分别位于西溪沟上游和大坝附近,斜井口位于四川境出口端王家咀附近,每个井位各设置风井两座,分别用于左、右洞的送风和排风,送风井与排风井之间采用隔板分割,风机房设于地表。表4. 四区段通风方案一分段参数表进出口桩号K39+272K53+036斜、竖井位置K43+100K46+300K49+400分段长度3828m3200m3100m3636m竖井深度570m460m斜井长度(坡度)2050m(10.2%)井口高程1
17、555m1465m1200m图6 四区段通风方案一示意图方案二:1竖井+2无轨运输斜井方案四区段三风井送排式通风,陕西境、四川境两端各设无轨运输斜井一处,斜井纵坡分别为12.12%、10.2%,竖井口位于大坝附近,每个井位各设置风井两座,分别用于左、右洞的送风和排风,送风井与排风井之间采用隔板分割,风机房设于地表。表5. 四区段通风方案二分段参数表起止点桩号K39+272K53+036斜、竖井位置K42+800K46+300K49+400分段长度3528m3500m3100m3636m竖井深度460m斜井长度(坡度)2350m(12.12%)2050m(10.2%)井口高程1265m1465m
18、1200m图7 四区段通风方案二示意图方案三:1竖井+2有轨运输斜井方案四区段三风井送排式通风,风井口均位于四川境,西溪沟上游设竖井一处,大坝与王家咀附近各设有轨运输斜井一处,斜井纵坡45%,每个井位各设置风井两座,分别用于左、右洞的送风和排风,送风井与排风井之间采用隔板分割,风机房设于地表。表6. 四区段通风方案三分段参数表起止点桩号K39+272K53+036斜、竖井位置K42+900K46+300K49+900分段长度3628m3400m3600m3136m竖井深度460m斜井长度(坡度)1250m(45%)920m(45%)井口高程1540m1465m1400m图8 四区段通风方案三示
19、意图方案四:1竖井+1无轨运输斜井+1有轨运输斜井方案四区段三风井送排式通风,风井口均位于四川境,西溪沟上游设竖井一处,大坝附近各设有轨运输斜井一处,斜井纵坡45%,王家咀附近设无轨运输斜井一处,斜井纵坡15.56%,每个井位各设置风井两座,分别用于左、右洞的送风和排风,送风井与排风井之间采用隔板分割,风机房设于地表。表7. 四区段通风方案四分段参数表起止点桩号K39+272K53+036斜、竖井位置K43+100K46+200K49+400分段长度3828m3100m3200m3636m竖井深度570m斜井长度(坡度)920m(45%)2050m(10.2%)井口高程1555m1415m12
20、00m图9 四区段通风方案四示意图方案五:1竖井+2平导方案隧道进出口分别设置3628m、3436m长的平行导坑,隧道中部大坝附近设置竖井一处,分别用于左、右洞的送风和排风,送风井与排风井之间采用隔板分割,风机房设于地表。表8. 四区段通风方案五分段参数表进出口桩号K39+272K53+036平导、竖井位置K42+900K46+300K49+600通风分段长度3628m3400m3300m3436m竖井深度460m平导长度3628m3436m井口高程1465m图10 四区段通风方案五示意图2.4 米仓山隧道通风主要技术问题米仓山隧道通风方案主要技术问题包括:(1)通风方式;(2)风机房布置;(
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