长合隧道通风专项施工方案5标Word文档下载推荐.docx
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4.2.2.1草坪隧道地质条件
草坪隧道进洞位于重庆市渝北区古路镇双鱼村境内,出洞位于重庆市渝北区古路镇兴盛村境内,进洞口位置无既有道路,距离最近的G210国道约公路约100m,距离渝临高速公路约1800m,交通不便。
隧址区属构造侵蚀丘陵地貌区,隧道大体沿垂直构造线方向布设,与岩层走向呈大角度相交。
隧道进洞口段位于沟谷斜坡地带,局部陡崖较陡地形较陡,地形坡度角可达60~70°
。
隧址区植被较茂密,主要为杂草、灌木及乔木,低洼地带为耕地,陡峭及斜坡地带大部分为裸露基岩。
进洞口位于冲沟旁的陡坎上,陡坎高度为10m。
隧道轴线与斜坡走向小角度相交,与岩层走向大角度相交。
出洞口位于冲沟边缘斜坡中下部,斜坡坡向121°
,坡角30°
~40°
隧道近于直线出洞,洞轴线与斜坡走向及岩层走向大角度相交,出口段大部分为裸露基岩。
洞身地面山体稳定,地层分布连续,无断层破碎带,围岩岩性主要为泥岩、砂岩,中风化岩体较完整。
草坪隧道进口草坪隧道出口
4.2.2.2统景1#隧道地质条件
本隧道区内褶皱发育,路线段零星分布第四系松散层,出露中生界三叠系~侏罗系地层,岩性为灰岩、白云岩、角砾岩、页岩、粉砂岩、泥灰岩、泥质灰岩等;
进洞口位于背斜山北西侧两冲沟交汇斜坡中下部,坡向292°
,坡角25~40°
隧道近于直线进洞,洞轴线与斜坡走向呈12°
相交,与岩层走向交角81°
斜坡土层较薄,大部分基岩裸露,基岩为三叠系上统须家河组六段砂岩、页岩,砂岩为较坚硬岩,页岩为极软岩。
出口位于背斜山南东侧槽谷北西侧斜坡近谷底,地形北西高南东低,槽谷走向南西-北东向,与构造线近平行。
地面高程378~498m,坡向122°
,坡角25°
~45°
,坡脚为宽缓槽谷洼地,平时无地表水流,暴雨季节会有少量汇水,出口段基岩出露。
该隧道洞身穿越铜锣峡背斜,洞身地面山体稳定,无断层破碎带,区域地质整体稳定性较好。
隧道与岩层走向呈大角度相交,穿越地层主要为侏罗系下统珍珠冲组至三叠系下统嘉陵江组地层,围岩岩性主要为页岩、泥岩、砂岩、角砾岩、白云岩及灰岩等,中风化岩体较完整,其主要穿越T2l、T1j4白云岩、盐溶角砾岩夹灰岩、T1j3灰岩。
隧道洞身段最大埋深223m,根据区域资料,隧址区内无高地应力存在。
隧道穿过溶岩地段可能遇到规模较大的岩溶形态。
统景1号隧道进口统景1号隧道出口
4.2.2.3统景2#隧道地质条件
统景2号隧道进洞口位于东槽谷的东侧斜坡与横向沟交汇部位,斜坡坡向302°
,坡角5~25°
,天然斜坡基本稳定。
隧道近于直线进洞,洞轴线与斜坡走向呈垂直相交,与岩层走向交角78°
斜坡土层覆盖,厚约0.0~16.0m,进洞口段位于凹槽形成的斜坡下部,利于地表水汇集,利于地下水赋存,进洞段为可溶岩,地下水较丰富,多为滴状及淋雨状出水。
据调查访问可知,斜坡上方有小煤矿开挖形成的填方堆积体,堆积体长约80m,宽约5~20m,厚约0.5~8.0m,修有堡坎挡墙,现状稳定。
洞口段未见崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象,覆盖层较厚,岩土界面平缓,天然斜坡稳定。
出洞口位于一山脊南东侧斜坡下部,坡向85°
,坡角13~35°
天然斜坡基本稳定。
隧道近于直线进洞,洞轴线与斜坡走向呈53°
斜坡土层覆盖,厚约0.0~4.5m。
洞口段斜坡坡角较陡,利于地表水排泄,不利于地下水赋存,洞口段地下水贫乏,可能有少量渗水呈滴状或线状渗出。
洞口段未见崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象,覆盖层较薄,天然斜坡稳定。
统景2号隧道穿越铜锣峡背斜,洞身地面山体稳定,无断层破碎带,区域地质整体稳定性较好。
隧道与岩层走向呈大角度相交,穿越地层主要为侏罗系下统珍珠冲组至三叠系下统嘉陵江组地层,围岩岩性主要为页岩、泥岩、砂岩、煤层、角砾岩、白云岩及灰岩等,中风化岩体较完整。
隧道穿过可溶岩地段有可能遇到规模较大的岩溶形态,主要是隧道穿越T2l、T1j4白云岩、盐溶角砾岩夹灰岩、T1j3灰岩。
统景2号隧道进口统景2号隧道出口
4.3通风设计原则
4.3.1通风系统
隧道掘进工作面都必须采用独立通风,严禁任何两个工作面之间串连通风。
隧道需要的风量,须按照爆破排烟、同时工作的最多人数以及瓦斯绝对涌出量分别计算,并按允许风速进行检验,采用其中的最大值。
隧道施工中,对集聚的空间和衬砌模板台车附近区域,可采用空气引射器气动风机等设备,实施局部通风的办法。
隧道在施工期间,应实施连续通风。
因检修、停电等原因停机时,必须撤出人员,切断电源。
4.3.2通风设备
(1)压入式通风机必须装设在洞外或洞内新风流中,避免污风循环。
通风机应设两路电源,并装设风电闭锁装置,当一路电源停止供电时,另一路应第一时间内内接通,保证风机正常运转。
(2)瓦斯必须有一套同等性能的备用通风机,并经常保持良好的使用状态。
(3)隧道掘进工作面附近的局部通风机,均应实行专用变压器、专用开关、专用线路及风电闭锁、瓦电闭锁供电。
(4)瓦斯隧道应采用抗静电、阻燃的风管。
风管口到开挖面的距离应小于5m,风管百米漏风率应不大于2%。
4.4交通运输
各隧道洞口便道已完成施工,具备使用条件。
5通风方案
本段隧道按左、右线施工互不干扰的原则,制定独立的通风方案,瓦斯隧道施工应采用机械通风。
非瓦斯工区、低瓦斯工区施工通风方式宜采用压入式,在无轨运输的条件下,主要是稀释内燃设备废气,排除爆破烟尘。
所需要的风量在隧道洞口安装轴流风机将新鲜空气压入隧道内,将洞内污浊空气挤出洞外,形成循环风流,从而达到改善劳动条件、保障作业人员身体健康的目的。
5.1施工工艺流程
施工工艺流程图见5.1-1
图5.1-1通风施工工艺流程图
5.2技术参数
(1)空气中氧气含量在作业过程中始终保持在20%以上,严禁用纯氧进行通风换气。
(2)粉尘容许浓度:
每立方米空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg。
每立方米空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg。
具体参照《公路隧道施工技术规范》JTGF60-2009。
(3)有害气体最高容许浓度:
一氧化碳最高容许浓度为30mg/m3;
在特殊情况下,施工人员必须进入开挖工作面时,浓度可为100mg/m3,但工作时间不得大于30min;
二氧化碳按体积计不得大于5%
氮氧化物(换算成NO2)为5mg/m3以下;
二氧化硫不得高于5mg/m3。
(4)隧道内气温不得高于28℃。
(5)隧道内噪声不得大于90dB。
(6)隧道施工通风应能提供洞内各项作业所需的最小风量,每人应供应新鲜空气3m3/min。
5.3风量和风压计算:
5.3.1草坪隧道
5.3.1.1隧道正洞需要风量计算
(1)按满足工作面最小风速计算
Q风速=Vmin×
Smax=0.15×
50×
117.67=882.53(m³
/min)
式中:
Vmin—保证隧道内稳定风流量之最小风速,全断面开挖时为0.15m/s;
Smax—开挖最大断面积,取Ⅲ级围岩紧急停车带全断面开挖117.67㎡。
(2)按洞内同时工作的最多人数计算,需风量Q为:
Q人=Kmq(m3/min)=1.25×
3=187.5m3/min
q-每个工作人员需要的风量3m3/min;
m-同时工作的最多人数,取50人;
k-风量备用系数,取1.25;
(3)按爆破后稀释CO浓度至许可最高浓度计算所需风量Q为:
Qco=7.8×
t-1×
(GA2S2)1/3(m3/min)
G-同时爆破的最多炸药(kg),按Ⅲa衬砌类型考虑,进尺3m,装药系数取0.7kg/m³
,则G=117.67×
3×
0.7=247.107kg;
A-隧道的净断面积(m2)117.67m2;
t-爆破后的通风时间(min)取30min;
S-掌子面满足下一循环施工的长度,取200m;
Q=7.8×
(AS2L2)1/3(m3/min)
=7.8/30×
(247.107×
117.672×
2002)1/3≈1339.88m3/min。
(4)按洞内使用内燃机械计算风量
计算公式:
Q机=Q×
ΣP
式中:
ΣP——进洞内燃机械马力总数
Q——洞内内燃机每kw所需风量(取3.0m³
)
隧道洞内内燃动力在出渣时期有ZLC50侧卸式装载机和CQ1261T自卸汽车。
其中侧卸式装载机最大功率162kw,计算功率145kw;
自卸车满载功率按110kw,计算功率99kw,空车计算功率按满载80%计,即79kw。
实际施工时装载机取2台、满载自卸车取2台、空载自卸车取2台,则需要风量为:
Q机=Q0×
ΣP=3×
(145×
2+99×
2+79×
2)=1938m3/min;
Q需=max(Q风速、Q人员、Q瓦、Q炸药、Q内燃)=1938m3/min
5.3.1.2隧道正洞风管漏风损失修正风量
洞外风机通过通风管为工作面供风,通风计算取最大通风长度L=760m。
风管百米漏风系数β为2%,风机所需风量为Q机为:
B=L/100=760/100=7.6
A=(1-β)B=(1-0.02)7.6=0.86
Q机=Q需/A=1938/0.86=2254m3/min
5.3.1.3.风机全压计算
(1)按阻力损失计算风压
风阻系数Rf=6.5αL/D5,摩阻系数
,受二衬台车、防水板台架等的影响,正洞通风管直径选定为D=1.5m。
L=760m管道阻力系数Rf=6.5αL/D5=1.46;
管道阻力损失:
Hf=RfQjQi/3600+HD+H其他
式中Qj——通风机供风量,取设计风量,m3/min;
Qi——管道末端流出风量,m3/min;
HD——隧道内阻力损失取50;
H其他——其他阻力损失取60。
风机全压H=Hf=RfQjQi/3600+110=1.46×
1938×
2254÷
3600+110=1882Pa;
(2)按摩擦损失计算风压
C=ρ×
L=1×
760=760;
W=C/2D=760/(2×
1.5)=254
S风管=πD2/4=1.77m2;
=Q需/S风管=2254/1.77=1273m/min
H摩=λ×
W×
2=0.0078×
254×
12.732=321Pa
ρ——空气密度,按ρ=1.0kg/m3计。
——风管内平均风速。
风机全压
,为简化计算,取H=1.2H摩
风机全压H=1.2H摩=1.2×
321=385.2Pa。
5.3.2统景1#隧道
5.3.2.1隧道正洞需要风量计算
q-每个工作人员需要的风量4m3/min;
Q需=max(Q风速、Q人员、Q瓦、Q炸药、Q内燃)=1938m3/min。
5.3.2.2隧道正洞风管漏风损失修正风量
洞外风机通过通风管为工作面供风,统景1#隧道两端同时开挖,均长2522m,通风计算取最大通风长度L=1500m。
B=L/100=1500/100=15
A=(1-β)B=(1-0.02)15=0.74
Q机=Q需/A=1938/0.74=2619m3/min
5.3.2.3.风机全压计算
L=1500m管道阻力系数Rf=6.5αL/D5=3.2;
风机全压H=Hf=RfQjQi/3600+110=3.2×
2619÷
3600+110=4621Pa;
1500=1500;
W=C/2D=1500/(2×
1.5)=500
=Q需/S风管=2619/1.77=1479m/min
500×
14.792=855Pa
855=1025Pa。
5.3.3统景2#隧道
5.3.3.1隧道正洞需要风量计算
2002)1/3≈1339/88m3/min。
5.3.3.2隧道正洞风管漏风损失修正风量
洞外风机通过通风管为工作面供风,通风计算取最大通风长度L=840m。
B=L/100=840/100=8.4
A=(1-β)B=(1-0.02)8.4=0.84
Q机=Q需/A=1938/0.84=2307m3/min
5.3.3.3.风机全压计算
L=840m管道阻力系数Rf=6.5αL/D5=1.6;
风机全压H=Hf=RfQjQi/3600+110=1.6×
2307÷
3600+110=2097Pa;
840=840;
W=C/2D=840/(2×
1.5)=280
=Q需/S风管=2307/1.77=1303m/min
280×
13.032=370Pa
370=444Pa。
5.4风机选型
通风机的型号通过以下三个条件选择:
(1)通风机产生的风量不能小于理论设计风量;
(2)通风机直径与所选通风管直径必须一致;
(3)风机全压值不小于管道总压力(工作风压)。
通过对风机的调查,以及以上选取条件综合考虑,参照5.4-1风机选型表,草坪、统景2#隧道进、出口(左、右线)均采用功率220KW专用轴流通风机完全够用。
统景1#隧道进、出口采用功率264KW专用轴流通风机完全够用,当开挖距离大于1000m后在隧道左侧每500m设置一个11.2kw射流风机辅助排风。
表5.4-1风机选型
风机型号
速度
风量(m3/min)
风压(Pa)
高效风量(m3/min)
最大配用电机功率(kW)
最高点功率(kW)
国产轴流风机
高速
1550~2912
860~5355
2385
110×
2
208
中速
1052~1968
629~2445
1610
34×
67.5
低速
840~1475
355~1375
1208
16×
28.4
11.2K射流风机
2190
37
工区
风压
Pa
功率(kw)
数量
备注
进口
轴流风机
SDF-NO13
2691
930~5920
132×
其中1台备用
5.5风机风管布置
(1)风机安装
①风机应水平安装,用螺栓通过支脚固定在水泥(或支架)上,基础应高于地面1米以上,距进风口5米以内,不得有大体积物体遮挡透气通道;
②连接的风管应有单独的支承,不可将风管的重量加在风机上;
③电机控制柜应放在干燥、无灰尘的地方。
④通风机应安装保险装置,保证发生故障时能自动停机。
其应有适当的备用量,宜为计算能力的50%。
⑤通风机安装作业台架稳定牢固。
(2)风筒布置
①风筒吊挂必须做到——平、直、稳、紧,即:
在水平面上无起伏,垂直面无弯曲,风筒无褶皱、扭曲;
②风筒要缓慢拐弯,尽量增大拐弯的曲率半径;
③不同直径的风筒连接要通过过度接头,避免断面突然变化
④由于温度变化,风筒中水蒸气凝结成水,积存在风筒内,使风筒变形,还可能坠坏吊环,故风筒上每隔一段距离要设置放水孔,及时把水排掉。
(3)防漏降阻
减小胶皮风管漏气,关键部位在胶皮风管的接头处,缝合的针眼及破裂处:
①接头处宜采用双反边连接;
②胶皮风管是缝合而成的,针眼处容易漏风,可以采用填胶的方式填充针眼,达到减少漏风的目的;
③风管可能因为放炮发生崩裂,也可能因为运输过程中出现划痕,要注意及时粘贴较大的破洞可先缝合后粘贴。
风管风阻包括摩擦风阻和局部风阻:
①由于风管风阻与直径的五次方成反比,采用大直径的风管对减小风管阻力有明显的效果;
②可增大节长,一个接头风阻的等效长度约为10米风筒,长距离通风中由于风压高,使摩擦风阻降低而接头风阻增大,进而使接头风阻在总风阻的比例增大;
③风管断面尽量减少断面变化,断面扩大或减小要逐渐过度,实验证明,最有利的扩展中心角为8°
,最好不超过20°
;
④尽量避免直角拐弯,拐角要圆顺,曲率半径要适当,在拐角大、风量大的拐角处最好设置导向叶片;
⑤有专人对风机、风管的运营情况定期检查;
⑥所有柴油机车辆均安装简易的废气处理