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射流巷道通风技术在高速公路长大隧道施工中的应用

格式:DOC 上传日期:2023-04-04 00:09:14
射流巷道通风技术在高速公路长大隧道施工中的应用
时间:2023-04-04 00:09:14     小编:

【摘要】本文结合重庆绕城高速公路玉峰山隧道的工程实践,在施工过程中,改压入式通风为射流巷道通风,为相似工程提供借鉴。

【关键词】隧道施工;射流巷道施工;通风

目前的隧道施工基本上采取轴流风机利用软风管送风的压入式通风模式,当隧道较短时采用该种通风模式可以将新鲜空气送到掌子面,使掌子面有一个比较好的作业环境。但隧道较长时,特别是超过1000m时由于通风管路阻力加大,风压不够,管道漏风等原因,会造成通风不畅,污浊空气难以排出洞内,整个隧道被污染,后续作业环境相对较差。因此选取合适的通风方式、加强通风管理,对隧道的施工安全和施工进度有较大的影响。

1、工程简介

2、基本原理

射流巷道通风是在平行施工的两个隧道中(或一条主洞,一条平导),利用射流风机的增压作用,在平行双洞和横通道组成的通道中形成主风流,使新鲜空气从一个隧道通过两台轴流风机分别压入两个隧道工作面,污浊空气在射流风机调节下,通过横通道,从另一个隧道内排出。

3、实施步骤

玉峰山隧道出口端独头掘进2100m,共有4个车行横通道。采用射流巷道通风随着隧道的开挖和隧道车行横通道的贯通,需要分阶段、分步骤实施,具体如下:

3.2隧道掘进200m之后到第一个车行横通道之前,左洞和右洞分别采用压入式通风方式。一台轴流送风机安装在左洞外,通过拉链软风管相连,将新鲜空气送到左洞作业面,稀释污染物,污浊空气从左洞排出洞外。另一台轴流送风机安装在右洞外,通过拉链软风管相连,将新鲜空气送到右洞作业面,稀释污染物,污浊空气从右洞排出洞外,如下图1所示。

3.3当第一个车行横通道贯通后,在左洞内安装一台射流风机,引射方向向洞内,两台轴流送风机均移到左洞内,布置在离横通道50m左右的位置,所连管路不变,一台靠左侧布置,管路一直向前直接为左洞作业面送风;另一台靠右侧布置,管路经横通道进入右洞,管路贴紧右洞左侧挂设,再向前往右洞作业面送风。

3.4当第二个车行横通道贯通后,射流风机的安装位置和引射方向不变,两台送风机在左洞内向前移,布置在离第二个横通道50m左右的位置,所连管路不变,管路一直向前直接为左洞作业面送风;另一台靠右侧布置,管路经横通道进入右洞,管路贴紧右洞左侧挂设,再向前往右洞作业面送风。

3.5当第三个、第四个横通道贯通后,以此类推,射流风机安装位置及引射方向不变,轴流送风机向前移动往两个工作面送风,封闭后面车行横通道,污浊空气从右洞排出,直到隧道贯通,开挖结束。

4、通风计算

隧道施工通风计算主要包括需风量计算、管道漏风计算和通风阻力计算,根据计算结果选取通风设备类型和型号。

4.1隧道施工环境标准

4.2通风设计方法

射流巷道通风需计算入洞风量、送风机供风量、风管出口风量,步骤如下:①计算隧道各个掌子面所需风量;②确定风管出风口的应有风量;③确定风机应供风量,选定供风机和风管;④确定应入洞风量,初选射流风机;

4.3计算参数

4.4风量计算

4.4.1按爆破散烟所需风量

Q3=7.8/t

式中Q3―爆破散烟计算风量,m3/min

G―同时爆破的炸药量,kg

A―隧道开挖的断面面积m2

L0―安全通风距离(炮烟消散的安全距离),这里取200m;

t―通风时间,min,依断面大小按20~60min计,取20min

Q3=7.8/t=1270m3/min

4.4.2按稀释内燃机车废气计算风量: 设在洞内同时施工的内燃机车功率合计900KW,平均利用率为70%

Q4=900×3×0.7=1890m3/min

4.5风机应供风量及送风机和风管的选择

根据通风要求,选取左右洞的通风管路的风管直径均为1500mm,最大送风距离为600m,百米漏风率βh阻。

h阻=h局+h沿

⑴局部压力损失:往左洞供风的管路沿程没有变化,局部压力损失不予考虑,往右洞供风的管路要从横通道内穿过,经过两个转角,存在局部压力损失。

h局=2×ξρQ2/2A2

ξ―局部阻力系数,管道转弯时ξ=0.008α0.75/n0.8,计算得ξ=0.23

⑵沿程摩擦阻力:

分为在通风管内的摩擦阻力和隧道内的摩擦阻力,由于隧道断面面积相对于通风管很大,因此在隧道内的摩阻力较小,可以忽略不计,这里只计算在通风管道内的摩擦阻力损失。

h沿=αLUQ2/A3

采用φ1500mm风管:

式中:α―摩擦阻力系数,取0.0027Ns2/m4 L―风管长,取600m

4.7机械设备的选型

5、通风管理

为了使通风达到一个好的效果,保证施工人员的身心健康,除了采取合理的通风方式,选取合适的通风设备外,还要加强施工时的通风管理,在采取射流巷道式通风时在管理过程中还应注意以下几点:

6、结束语

选择合适的通风技术,再加上运转良好的通风管理可以取得良好的通风效果。玉峰山隧道通过采用射流巷道通风有效改善了隧道施工作业环境,对隧道施工质量、安全以及施工进度的提高起到了帮助,并且由于缩短了风管的送风距离,减少了通风阻力,降低了能耗。

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