五指山特长隧道独头压入式通风技术.doc

1、1五指山特长隧道独头压入式通风技术摘要：本文主要以新建南广铁路五指山隧道 2 号斜井小里程方向正洞施工为例，介绍采用无轨运输及内燃机作业的长大隧道独头压入式通风技术。并结合本隧道施工特点计算理论通风量并加以辅助措施,加快洞身污风排出速率，达到通风效率高、节能的目地。 关键词：长大隧道；深埋；独头通风；节能 Abstract: In this paper, the new South Canton Railway the Wuzhishan tunnel 2 the Inclined Shaft small mileage direction is hole construction, for

2、example, grew up in the tunnel alone head introduced trackless transport and internal combustion engine operating with forced ventilation technology. Theory combined with the characteristics of the tunnel ventilation rate and to be supplemented by measures to speed up the the hole body polluted air

3、discharge rate, to achieve high efficiency ventilation, energy-saving purposes. Key words: long tunnel; buried deep; independent header ventilation; energy saving 中图分类号:U45 文献标识码：A 文章编号： 1 工程概况 2新建南广铁路五指山隧道起于广东省云浮市都杨镇，经过思劳镇降坑村，止于肇庆市大湾镇禄岸村，隧道全长 12213m,隧道最大埋深约407m,设计为双线并且满足双层集装箱运输要求。2#斜井全长 780m，斜井设计断面

4、 44.79m2，正洞小里程方向施工 2844m，正洞设计衬砌后断面96.59m2。小里程方向通风距离较长且变坡点位于正洞小里程方向中部，洞内污风流速降低，为保证隧道顺利按期贯通、加快施工进度、节约成本、为洞内工作人员提供一个舒适的工作环境，解决洞内通风问题已成为中后期施工关键问题。 2 通风设计 2.1 总体设计思想 五指山隧道 2 号斜井采用无轨运输出碴，距斜井洞口 30m-50m 处设置 1 台 SDF(D)NO12.5 隧道施工专用轴流通风机（风机固定在 I18 工字钢支撑门架上） ，其最大配用电机功率为低速：222KW：中速：452KW，高速：1322KW(可以随着距离的增加逐步增加

5、供风量)配备 PVC 增强维纶布制成的拉链式柔性风管，结构上采用在圆周上完全封闭形式，坚固耐用，节长为 20m，减少了接头个数，降低了接头的总泄露量和总阻力，安装管理方便。 2.2 风量、风压计算 施工通风开挖作业面所需风量按爆破排烟、同时工作的最多人数、内燃机械作业计算总需风量,并按允许最小风速进行检验。根据实践经验，采用无轨运输压人式通风系统出风口的风量 Q 需取以下几种情况的最大值： 3排出炮烟所需风量 Q 炮烟 满足洞内最小风速所需空气量 Q 风速 按照洞内同时工作的最多人数及稀释内燃机械废气所需空气量 Q 内燃+Q 人员 2.2.1、通风量计算 、 各作业面按洞内作业人数计算需风量

6、Q 人=N*q 式中：Q 人同时作业人员所需风量，m3/min；N同时作业人数，50 人；q每人供应新风量，4m3/min。 作业面经计算需风量为 200m3/min。 、按开挖面爆破排烟计算需风量 式中：Q 烟爆破排烟所需风量，m3/min；通风时间，30min；G一次爆破炸药消耗量 Kg(该段取 240Kg)；A开挖断面积 m2(该段取116m2)；隧道全长或临界长度。 P通风管道的漏风系数,。 管道长度， -平均百米漏风率，=(1115)，本隧道取=0015 -临水系数(取 05)，b 一炸药爆炸时的有害气体生成量，岩层中爆破取 40Lkg。 小里程方向主要为级围岩，按每循环进尺 3.5

7、 米计算，G 取240kg，开挖断面积 A 取 116m2，经计算进口方向爆破排烟需风量为476.973m3/min 、按内燃机械作业计算需风量 4Q 内燃= 式中：Q内燃机械作业所需风量，m3/min；Ni内燃机械总功率（包括装载机 2 台每台按 162kw,出砟汽车 8 台每台 90kw,挖掘机 1 台 184kw） ；N各种设备的台数；k单位内燃机械作业供风量3m3/（min?kw） 。 经计算进需风量为 1228m3/min。 、允许风速检验通风量 Q 风=60VS 式中：Q 风风速检验需风量，m3/min；V最小允许风速，进口取0.25m/s，出口取 0.15m/s；S隧道断面积。

8、经计算需风量为 1740m3/min。 、通风量的确定 根据以上计算结果：小里程方向洞内总需风量为：Q 需 = Q 风=1740m3/min。 2.2.2、风压计算 h 总=h 摩总 h 摩总管道摩擦阻力损失 风阻系数 Rf 管道摩擦阻力系数(取 0.002)，kg/m3， 其中 通常取0.0120.015 p空气密度(取 1.2kg/m3) Rf风阻系数 5L风管长度，D风管直径，D 小里程=1.7m。 由于本隧道为长大隧道所以长距离的通风系统管道的泄露是不可忽视的，故设计风量取了通风机风量与工作面的几何平均值，即： Q= 管道摩擦阻力损失 h 摩总 h 摩总=RfQ2+hvo hvo 为管

9、道出口动压损失，本处忽略不计。 用通风机，可根据公式 h 总=RfQ2 (hvo 忽略不计)绘制管道特性曲线图： 经过上述一系列的计算，我们可根据计算出的 Q 需机和 H 总初步选 图 1 风机管道特性图 图中交点 A 能够满足高效稳定工作范围。经过上述一系列计算和现场其它一些实际情况及施工经验，决定采用 SDF(C)N012.5 型隧道施工专用轴流通风机。在施工条件允许条件下，风管直径取较大值有利于通风，小里程方向通风管直径取 1.7m。 图 2 五指山隧道 2#斜井通风平面示意图 3 通风难点及应对措施 3.1 通风难点 6在 2 号斜井小里程方向施工通风的实际通风效果中发现，虽然新鲜空气

10、能满足掌子面至二衬施工区域内正常通风，但在正洞变坡点至斜井口洞内污风聚集浓度逐渐增大直接影响出碴车辆行车安全及作业效率。在洞内增加风机排除污风无疑加大了施工成本。 图 3 五指山隧道 2#斜井通风剖面示意图 3.2 应对措施 、水幕降尘,如爆破后产生的烟尘量浓度较大，可采用水幕降尘对改善洞内施工环境、减小通风时间。在距工作面 30m 处设置三道水幕，水幕降尘装置安在边拱上，爆破后 5min 打开水幕开关，降尘 20min 左右停止。 、出碴过程中用高压水雾对碴堆进行分层洒水，减少装碴过程扬起粉尘，运输道路保持湿润，防止车辆运输带起尘土。内燃机车安装排气净化装置。 、防漏降阻是实现长距离通风的技

11、术关键，严格控制风管的质量，安装时保持风管成直线，防止弯折变形。要特别注意风管防护，避免出碴机械磨擦损坏，更要注意衬砌台车对风管的影响，破损的风管及时修复。 、在三岔口处安装一台 55kw 射流风机并且该通风机只在出碴作业时使用，从而加速污风排出速率。 74 结束语 从五指山隧道 2 号斜井压入式通风的设计过程及实际效果来看，压入式通风 以保证工作面的有效风量全面满足最低平均风速、作业人数、排除炮烟、稀释内燃设备废气等方面的要求，并且能够满足掌子面至二衬施工区域通风。采用小功率射流风机加速斜井口至变坡点洞内污风流速及辅助措施降低扬尘，从而达到了减少通风时间节约成本的目的。在我国隧道施工中独头压

12、入式通风是一项广泛应用的通风技术。 参考文献： 1张梅,王小舟,辛维克铁路隧道施工通风技术与标准化管理手册S 中国铁道出版社.2010-7-22。 2李孜军,吴超,周勃.独头工作面通风降温新方法及效果分析J.金属矿山,2002 年第 1 期。 3罗占夫客运专线隧道施工通风问题的探讨C.中铁隧道集团科研所第四届学术交流会论文集,2006：255257 4赵军喜圆梁山隧道进口溶洞段多作业面平行施工通风技术J隧道建设，2006,26(6)：78-81 5关宝树，国兆林隧道及地下工程M 成都：西南交通大学出版社，2000：117-122 作者简介： 郑龙超(1984-） ，男，2008 年毕业于西安工业大学土木工程专业，现8从事技术管理工作。