圆梁山隧道溶洞段多作业面平行施工通风技术

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1、圆梁山隧道溶洞段多作业面平行施工通风技术摘要对圆梁山山隧道进口溶洞段多个作业面平行作业时的施工通风情况作了介绍。关键词隧道施工通风1工程概况圆梁山隧道全长11068m，是新建铁路重庆至怀化线上最长的隧道，是全线十大控制工程之一。隧道起讫里程为DK351+465～DK362+533，距隧道正线右侧30m的位置设置贯通平行导坑。圆梁山隧道进口地质情况复杂，主要的不良地质结构有岩溶高压突水、煤层瓦斯、高地应力软岩大变形和硬岩岩爆、石油天然气、断层破碎带等，几乎集中了山岭隧道的所有不良地质。尤其是2002年4月揭示的2号溶洞和2002年9月揭示的3号

2、溶洞，地质情况极其复杂，施工难度极大，被专家定性为“国内外罕见，具有挑战性技术难题”。2号溶洞为粉细沙充填性质溶洞，高压富水实测水压：正洞3.01MPa，平导2.016MPa，在施工过程中多次发生涌水涌沙涌泥，最大涌水达到8900m3/h。2溶洞段开挖施工方案针对2号、3号溶洞等不良地质所采用的整体施工方案是：迂回包抄，两端夹击，帷幕注浆，管棚支护，分部开挖，衬砌紧跟。具体施工开挖方案是：在正洞左侧DK354+373.9处开挖1号迂回导坑，迂回绕过2号溶洞，在DK354+582.4处与正洞贯通，然后施工开挖出6-1通道，进入平导后正、反向开挖

3、，以形成2号溶洞正洞正、反向全断面施工作业面和平导正、反向施工作业面；在正洞左侧DK354+690处开挖2号迂回导坑，迂回绕过3号溶洞，在平导PDK355+046处与平导贯通，同时施工开挖6-2通，进入平导后向3号溶洞开挖，扩挖正洞3号溶洞正向前面一段，以形成3号溶洞正洞正、反向全断面施工作业面和平导正、反向施工作业面。这样，就实现了对2号、3号溶洞两端夹击的目标。溶洞段的整体开挖施工方案见图1所示。图1圆梁山隧道进口溶洞段整体施工布置示意图3通风方案设计3.1通风系统布置根据2号、3号溶洞段的整体施工方案，对溶洞段的施工通风分四个阶段进行。

4、第一阶段，其施工通风布置如图2所示，用射流风机形成正洞进新风，平导排污风，用SDF-№10风机通过管路为2号溶洞平导反向掌子面和正洞反向掌子面通风，用SDF-№11风机通过管路为3号溶洞平导正向掌子面和2号迂回导坑掌子面通风，用SDF-№6.5风机为2号溶洞正洞正向掌子面送风。第二阶段，当2号迂回导坑贯通后，进、出口工区作为一个整体，施工通风采用系统通风，其通风布置如图3所示。根据自然风的风向为进口流向出口的特点，采用隧道进口进新风，出口排污风。溶洞段的施工通风为：用两台SSF-№16射流风机形成隧道进口进新风，出口排污风，用SDF-№10风

5、机为2号溶洞平导反向掌子面和正洞反向掌子面通风，用SDF-№11为3号溶洞正洞反向掌子面和平导正向掌子面送风，用SDF-№6.5风机为2号溶洞正洞正向掌子面送风。第三阶段，当天气逐渐变冷，自然风风向改为隧道出口流向进口时，施工通风根据自然风的特点，改变射流风机的风向，采用隧道出口进新风、进口排污风，进口工区施工通风布置如图4所示。两台SSF-№16射流风机分别放在2号迂回导坑和平导内，其风向与自然风同向，用SDF-№6.5风机为2号溶洞正洞正向掌子面和平导正向掌子面送风，用SDF-№11风机为2号溶洞正洞反向掌子面和平导反向掌子面送风，用SD

6、F-№10风机为3号溶洞正洞正向扩挖掌子面送风，用SDF-№6.5风机为3号溶洞正洞反向掌子面送风。第四阶段，当隧道正洞和平导全部贯通后，只用射流风机来解决隧道的施工通风问题，其通风布置如图5所示。3.2风量及风压的确定3.2.1风量的确定因为圆梁山隧道进口采用有轨运输，开挖施工掌子面需风量按排炮烟所需风量计算，由（1）式计算可得。（1）式中：——同时爆破炸药量，kg；——通风时间，min；——通风长度，m；——平导或隧道断面面积，m2。根据并考虑管路的漏风，来确定风机的风量。3.2.2风压的确定为了使风机运转稳定，实际应用的风压不能超过最大

7、风压的0.9倍，更不允许风机工况点落在个体特性曲线马鞍形区域内。通风管路的风压可根据式（2）来计算。（2）式中:——风管管路中局部阻力系数之和；——风管摩阻系数；——风管长度m；——风管直径m；——空气容重N/m3；——扇风机吸入风量m3/s；——风管出口风量m3/s；——风管断面积m2。3.3通风设备的选择根据所需要的风量、风压值及风管漏风率来选择相应的风机和风管，圆梁山隧道进口溶洞段施工时所选择的通风设备见表1：主要通风设备表表1名称型号性能数量(台)风量（m3/min）风压（Pa）功率（kw）轴流风机SDF-№6.5500～800720

8、～390022×23(备用1)SDF-№10770～1500550～350037×22SDF-№111015～1985624～415055×22(备用1)射流风机S