壁板坡隧道出口施工通风方案汇总.docx
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壁板坡隧道出口施工通风方案汇总
沪昆铁路客运专线云南段TJ1标
壁板坡隧道施工通风方案
编制:
审核:
批准:
中铁五局沪昆铁路(云南段)TJ1标项目经理部
二O一二年一月
目录
1工程概况1
2通风设计原则1
2.1通风原则1
2.2通风思路1
3风量和风压计算2
3.1风量计算参数2
3.2风量计算5
3.2.1排除炮烟需风量Q15
3.2.2洞内最大工作人数需风量Q26
3.2.3最小风速要求需风量6
3.2.4瓦斯涌出需风量Q4(暂不考虑)7
3.2.5稀释或排出内燃机械废气需风量7
3.2.6高原地区施工通风需风量(每工作面)8
3.3风压计算8
3.3.1管道摩擦阻力8
3.3.2局部阻力9
3.3.3管道总阻力9
4施工通风方案设计10
4.1进口端通风方案10
4.1.1前期通风(施工平导、分合修渐变段和进口正洞)10
4.1.2巷道式通风阶段10
4.2出口端通风方案11
4.2.1前期通风11
4.2.2巷道式通风阶段11
4.3本方案的优缺点12
4.3.1优点12
4.3.2缺点12
5风机的工作原理、风机选择及安装维护12
5.1风机、风管的选择13
5.2风机的安装14
5.2.1安装风机14
5.2.2安装风管15
5.3通风系统维护15
6机具设备及劳动力组织16
6.1机具设备16
6.2劳动组织16
7质量标准17
7.1施工通风监测17
7.2施工通风标准17
8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+657~DK992+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5.6m×6m,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C1y~T1yn1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,Ⅳ、Ⅴ级围岩长度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Q=93800m3/d,雨洪期最大涌水量Q=320600m3/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。
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
m2
150
分合修渐变段断面积
m2
247
单线正洞断面积
m2
108
双线正洞上台阶一次爆破炸药量
kg
132
进度按2m计算
双线正洞下台阶一次爆破炸药量
kg
200
进度按2m计算
分合修渐变段三台阶每次爆破炸药量
kg
205
三次平均,进度按1.6m计算
单线正洞上台阶一次爆破炸药量
kg
147.84
上台阶:
1.1×2.8(进尺)×48(断面积)
单线正洞下台阶一次爆破炸药量
kg
166.32
洞内最多作业人数
人
50
自卸汽车功率
kw
259×2×0.65
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(259×2×0.65+142×0.65)=429kw
WA380-6装载机
kw
142*0.65
PC130-7挖机
kw
200×0.65
砼罐车
kw
259×1×0.5
喷射机
kw
74.5
C6钻机
kw
93
通风时间
min
30
最低风速
m/s
0.25
风管直径
m
1.2
风管每百米漏风率
%
1.5
风管摩阻
0.02
最长通风距离
m
1000
各开挖面均采用压入式通风
平导工作面风量计算参数表
项目
单位
数量
备注
平导断面积
S2
36.8
一次爆破炸药量
kg
113.37
全断面:
1.1×2.8(进尺)×36.81(断面积)
洞内最多作业人数
人
20
自卸汽车功率
kw
259×2×0.65
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(259×2×0.65+150×0.65)=434kw
扒碴机功率
kw
140×0.65
厦工951
kw
150×0.65
WA380-6装载机
kw
142×0.65
PC130-7挖机
kw
66×0.65
喷射机
kw
74.5
C6钻机
kw
93
通风时间
min
30
最低风速
m/s
0.25
风管直径
m
1.2
风管每百米漏风率
%
1.5
风管摩阻
0.02
最长通风距离
m
2000
开挖面均采用压入式通风
3.2风量计算
由于各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Q1
Q1=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;
A—1次爆破耗药量(kg);
b—1kg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
113
36.8
696
2
双线正洞
200
150
521
3
渐变段
205
247
324
4
单线正洞
166
108
601
k—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φ1.5m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:
①、按百分比计算
平导P=1+20×1%+180×0.5%=2.1
正洞P=1+20×1%+80×0.5%=1.6
②、按指数递减方式计算:
平导P=(1+0.01)^20*(1+0.005)^180=2.99
正洞P=(1+0.01)^20*(1+0.005)^80=1.82
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
113
36.8
554
取两组计算中的大值
2
进口双线正洞
200
150
1691
3
进口分合修渐变段
205
247
1733
4
单线正洞
166
108
1403
3.2.2洞内最大工作人数需风量Q2
Q2=q×k×m
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1.1~1.25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
1
平导
20
100
2
进口双线正洞
40
200
3
进口分合修渐变段
40
200
4
单线正洞
40
200
3.2.3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
36.8
552
2
进口双线正洞
150
2250
3
进口分合修渐变段
247
3705
4
单线正洞
108
1620
3.2.4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1.5~2.0。
3.2.5稀释或排出内燃机械废气需风量
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
434
1302
2
进口双线正洞
429
1287
3
进口分合修渐变段
429
1287
4
单线正洞
429
1287
3.2.6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
1302
2
进口双线正洞
2250
3
进口分合修渐变段
3705
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