米仓山隧道施工通风方案
一、工程简介
米仓山隧道位于甘肃省陇南境内,隧道左线全长8688米,右线全长8694米,属于特长隧道。我项目部承建的米仓山隧道出口工程,左线长4350米,桩号为:ZK55+930~ZK60+280,右线长4322米,桩号为:YK55+930~YK60+252。隧道最大断面107.81m2,最大开挖宽度为12.48米,最大开挖高度为10.25米,坡道坡度为-2.98%和-0.5%。施工采用钻爆法开挖,独头掘进,挖掘机配合装载机装碴,无轨运输出碴。施工通风需解决的问题:一是毒害气体,主要来源于爆破炮烟,无轨运输车辆柴油机废气,二是粉尘,主要来源于岩尘、炮烟、水泥尘、烟尘等。
二、通风计算
由于米仓山隧道属于长大隧道,前期(2000米之前)采用 压入式通风,后期采用巷道式通风。为了做到通风一次成功,我们
根据施工组织设计,对风量、风压进行科学论证,合理选用通风设备,并认真进行测定,加强风机、风管的安装和维修管理。 (一)隧道掘进至2000米之前风量和风压的确定 1、基本计算参数
①隧道断面 (按Ⅳ类围岩计算); ②循环进尺 ; ③一次爆破炸药用量 ;
④洞内作业人数;
专业资料
⑤内燃设备装机功率 ; ⑥通风时间 ; ⑦风管直径 ;
⑧风管平均百米漏风率,风管摩阻系数。 2、风量计算
在隧道施工通风的风量计算中,需计算排除炮烟所需的风量和排出粉尘所需风量,按施工隧道内的最多人数计算风量,按最低允许风速计算风量及按稀释和排除内燃机废气一氧化碳(CO)等计算风量,并取其中的最大值作为最终需风量进行通风系统的设计。 米仓山隧道采用压入式通风,计算过程全部按照压入式通风标准进行计算。
Q?q?m?k
①按洞内最大工作人数计算风量
—每人每分钟所需空气量,按每人3m/min计算 q3—洞内同时工作最多人数,按165人计算(左线隧道开挖14m人,右线隧道开挖14人,二次衬砌48人(4组台车,1组12人),仰拱20人,水沟20人,喷锚7人×2(两个工作面同时作业),机械司机20人,管理人员15人)
—风量备用系数1.1~1.15,此处取最大值1.15
k 3in/3569.mm15165Q?3??1.?②按洞内最小风速计算风量 v??s?Q60—隧道
断面积90m(单洞) 2s0.15m/s,但均不应大—允许最小风速,全断面开挖不应小于v 专业资料
。于6m/s 3in/m?0.15?810mQ?60?90 ③按洞内同一时间内爆破使用的最多
炸药用量计算风量87. ??2LSA??Q?3t40min
—通风时间,取t130Kg 次爆破的炸药用药量,此处取—1A140m2 —隧道断面积S 米—通风区段长度2000L若通风区段长度大于极限长度使用上述公式时,应式中的,LL极限该用 按照下面公式确定:代替。LL极限极限?AK??500L? 极限S=0.8 —紊流扩散系数,式中??KK140m2 —隧道断面积 S0.8?130?371.L?500?4m 极限140此处=371.4m
L7.8 ??23140??371?Qm/min?.4130?1376.13 40④按照爆破后稀释一氧化碳(CO)
至许可最大浓度的计算公式:
510?A?K ??Q?60 t6
—通风时间,取 40分钟 t130Kg 1次爆破的炸药
用药量,本文取— A —风量备用系数,=1.10
KK510?130?1.10 3/minQm??178860?? 640按照以上计算结果,取风量最大者作
为通风设计的控制要素,本 专业资料
隧道的最小通风量应为1788m/min。 3⑤漏风计算
根据上述各种公式计算所得风量,均未考虑漏风而损失的风量,故洞内实际所需总风量应为: Q需 QP?Q?需—漏风系数 P。 —计算风量()
3
minm/Q根据多年隧道通风测试结果:P=1%,计算漏风系数得:
100
11 ?1.2p?? 2000L )(1)?0.01?(1P100100 100 3min/mQ?1.2?1788?2146需 ⑥阻
力计算因此洞内风筒无变径和转弯布置,本隧道通风采用单筒压入式, 阻力计算只考虑风筒的延程阻力。 2Q?Ph??R末摩 —摩擦阻力损失h摩 )(—风筒末端风量(或工作面的风量)3Qsm/末?L?) —风阻值(,对圆管 ?kR?6.5R? 3d 。—摩阻力系数或风阻值,本文按最不利状况取
0.00013其中? 2000m)—风管长度(L )—风管直径
(1.8md217880.00013?2000?? Pa?5??h?309?1.26.?? 摩3608.1??h 。10%~5%采用风管式通风时,一般考虑其它阻力为的摩 专业资料
Pa30.9?309?10%?%h?h?10摩其它总阻力 + =339.9 hh?hPa总其它摩米之前的通风量应为2000考虑漏风及阻力因素,本隧道 。2486m/min3 米之后风量和风压的确定(二)隧道掘进至2000米之后采用巷道式通风,计算过程全部按照压2000米仓山隧道入式通风标准进行计算。因此时风机根据施工进度,渐次移动布置, 米。所以该计算通风距离取1500每台风机最大通风距离为1500米,k??mQ?q ①按洞内最大工作人数计算风量
/min3m计算—每人每分钟所需空气量,按每人q314165人计算(左线隧道开挖—洞内同时工作最多人数,按m,12人)4组台车,1组人,右线隧道开挖14人,二次衬砌48人(,机2(两个工作面同时作业)人,喷锚7人×仰拱20人,水沟20 人)20械司机人,管理人员151.15
,此处取最大值1.1~1.15—风量备用系数k 3in/569.3mm165Q?3??1.15? ②按洞内最小风速计算风量v??60?sQ 90m(单洞)—隧道断面积2s—允许最小风速,全断面开挖不应小于,但均不应大0.15m/sv 。于6m/s 3in810mm/.?Q?6090?015? ③按洞内同一时间内爆破使用的最多炸药用量计算风量7.8?? 2LA?Q?S?3t 专业资料
90min
—通风时间,取t130Kg 次爆破的炸药用药量,此处取—1A140m2
—隧道断面积S 米—通风区段长度1500L若通风区段长度大于极限长度使用上述公式时,应式中的,LL极限该用 按照下面公式确定:代替。LL极限极限?AK??500L?
极限S=0.8
式中—紊流扩散系数,??KK140m2
极限140=371.4m
—隧道断面积 S130?80.m4L?500??371.
此处L7.8 ??23140?130?371?Q?609m/.4min?3
90④按照爆破后稀释一氧化碳
(CO)至许可最大浓度的计算公式:
510?A?K ??60?Q t6
分钟—通风时间,取 90t130Kg 次爆破的炸药用
药量,本文取 —1 A —风量备用系数, =1.10
KK510?130?1.10 3/Q?min?60?791m? 906按照以上计算结果,取风量最大者作为
通风设计的控制要素,本 。/min隧道的最小通风量应为791m3 ⑤漏风计算根据上述各种公式计算所得风量,均未考虑漏风而损失的风量,故洞内实际所需总风量应为: Q需 专业资料
Q??PQ需—漏风系数 P。 —计算风量()3min/mQ根据多年隧道通风测试结果:P=1%,计算漏风系数得: 10011 ?1.?1p?
1500L
)?(1?P)0.01(1100100 100 3minm/791?8701Q?1.?需
⑥阻力计算因此洞内风筒
无变径和转弯布置,本隧道通风采用单筒压入式, 阻力计算只考虑风筒的延程阻力。 2Q?P?R?h末摩 —摩擦阻力损失h摩 )(—风筒末端风量(或工作面的风量)3Qsm/末?L?) —风阻值(,对圆管 ?kR??R6.5 3d 0.00013。其中—摩阻力系数或风阻值,本文按最不利状况取? 1500m)—风管长度(L 1.8m)—风管直径(d217880.00013?1500?? Pa212.36.5h????1.1???
摩36081.??h
。5%~10%采用风管式通风时,一般考
虑其它阻力为的摩 Pa221.%.10?hh?%?2123?10?摩其它总阻力 =233.5 + hhh?Pa