特长隧道复合式通风排烟施工技术研究.pdf

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1、特长隧道复合式通风排烟施工技术研究韩银辉(中铁十八局集团第三工程有限公司，河北涿州072750)摘要：中天山隧道为国内第三长大隧道，设计为双单线隧道，左线全长22．449l【IIl，进口为’rBM掘进，出口为钻爆法，DKl59+400处设置一条2547m长的斜井，坡度为11．3％。由于隧道较长，埋深较大，隧道通风成为施工的重中之重，通过对隧道内所需风量及风压计算、通风排烟设备的选型及布设，制定了行之有效的通风施工工艺，为以后类似特长大隧道的通风排烟积累经验和提供参考。关键词：单线特长大隧道；通风排烟；施工工艺中图分类号：U453．5文献标识

2、码：B文章编号：1672一加11(2012)03—0142一03O前言施工通风是隧道施工的重要配套工艺之一，尤其是长大隧道钻爆法无轨运输施工。合理的通风系统、理想的通风效果是实现隧道快速施工、施工人员身心健康及施工安全的重要保证。设计科学、先进、合理的通风系统，配置高效的通风设备是解决通风难题的根本。1工程概况南疆吐库二线SKl标中天山隧道左线位于托克逊、和硕间中天山东段的岭脊地区，穿越中天山北支博尔托乌中天山山地，平均海拔1100一2950m，最高海拔达2951．6m。中天山隧道为双单线隧道设计方案，该隧道起讫里程为DKl4l+593一D

3、Kl64+042，左线全长22．449km，左右线间距36m，全隧道为单面上坡，此隧道为国内为数不多的特长大隧道之一。出口位于博尔托乌山南麓坡脚。基岩裸露，地层岩性为泥盆系下统片岩夹大理岩，表层风化较严重，节理发育，岩体破碎，水文地质情况复杂，隧道主要分布沉积岩、火成岩及变质岩三大类，及F2、F3、F4三条区域性大断裂带，平均宽度达100一200m，山体埋深大，最大埋深1700m。2隧道通风方案我项目部担负左线出口段钻爆法施工，隧道左线正洞出口与斜井贯通以前，通风方案较为简单，在斜井和出口均采用独头压入式通风方式。贯通以后，往进口方向800

4、m内沿用原有通风方案，由斜井采用压入式供风方案。800m以后至施工至分界里程共计3145m，原有通风排烟方案无法满足施工要求，需调整通风方案。2．1隧道施工作业条件标准(1)空气中氧气含量，体积浓度不小于20％。(2)隧道内温度不得高于28℃。作者简介：韩银辉(1973一)，男，工程师，本科。2002年毕业于福州大学交通土建工程专业，中铁十八局集团第三工程有限公司。(3)粉尘容许浓度，每立方米空气中含有10％以上游离的二氧化硅的粉尘不得大于2mg。(4)有害气体最高容许浓度：一氧化碳为30mg／m3，在特殊情况下施工人员必须进入工作面时为1

5、00mg／m3，但工作时间不得大于30min；二氧化碳为0．5％；氮氧化物(换算成N02)为5mg／m3。2．2隧道正洞内所需风量计算(1)按洞内同时作业的最多人数计算。QI=qInk(m’／min)式中Q。一每人每分钟呼吸所需空气量q=3m3／Inin；m一同时工作人数，正洞取m=150人；k一风量备用系数，取k=1．15。由此得Ql=qmk=3×150×1．15=517．5m’／min。(2)按稀释内燃设备废气计算工作面风量。Q2=K。l(2∑N内燃机功率使用有效系数Kl=O．6；内燃机功率工作系数K=0．8；内燃机功率之和∑N=100

6、0kw；内燃机每千瓦需要风量3m3／IIlin；Q2=3K1l(2乏N=1440m3／IIlin(3)按允许最低平均风速计算。Q3=60AV；式中A一隧道开挖断面面积，取A=59．2m2；V一允许最小风速，取V=O．15n∥s。Q3=60AV=60×56．21×0．15=532．8m3／min；(4)按照爆破后稀释一氧化碳至许可最高浓度计算。采用压人式通风，工作面需要风量为：Q4=7．8／t(G×A2k)1／3式中t一通风时间，取t=30IIlin；G一同时爆破炸药用量，按Ⅲ级围岩考虑，每循环最大进尺取3．5m，正洞取O．95kg／m3，则

7、G=59．2×3．5×0．95=196．84kg；A2一隧道断面积，取A=59．2m2；k一掌子面满足下一循环施工的长度，取300m；Q4=7．8／30×(196．84×59．22×3002)l／3=1029．4m3／min。取上述四种计算中的最大值作为通风设计量，即风量取1440m3／IIlin。2．3隧道正洞内考虑各种损耗2．3．1考虑漏风因素后所需风量根据隧道单口掘进长度为3145m风管漏风系数P。=1／(1一LPI∞／100)=1／(1—3145×1．5％／100)=1．89通风机供风量Q供=P。×Q2=1．89×1440=2721

8、m3／Inin；取2800m3／lIlin。2．3．2管道阻力损失根据以前的施工经验、隧道断面以及目前常用性能稳定的风机选定通风管直径，本标段隧道施工通风管直径均采用1．8m。风