隧道施工通风方案及设备配套.doc

青藏铁路西宁至格尔木段增建第二线青藏铁路西宁至格尔木段增建第二线 关角隧道关角隧道 XGZHQ5 1XGZHQ5 1 标段标段 隧道隧道施工通风方案施工通风方案 中铁十六局集团有限公司西格二线工程指挥部中铁十六局集团有限公司西格二线工程指挥部 20082008 年年 1212 月月 隧道施工通风方案隧道施工通风方案 一 工程概况一 工程概况 新建关角隧道是新建青藏铁路西格二线具有控制性 标志性特点的重点 难点工程 总长度 32 645KM 是目前 国内最长的铁路隧道 亚洲在建最长的铁路隧道 也是世 界上最长的高原铁路隧道 该隧道位于青海省天峻县境内 属青藏高原亚寒带半干旱气候 年平均气温 0 5 极端 最低气温 35 8 最大积雪厚度 21cm 最大冻结深度 299cm 海拔 3400 4000m 我们承建的关角隧道 5 1 标段 17 372km 包括正洞 进口及 6 座辅助斜井 正洞 斜井 平行导坑及横通道总 长 49262m 合同工期 51 8 个月 2012 年 4 月 15 日完成 总投资为 135792 万元 绝大部分工程量是通过斜井来完成的 斜井空间有限 不仅是出碴进料的通道 同时也是通风的通道 如果通风 受阻 就会影响 2 3 个掌子面施工 因此施工通风是工程 成功的关键 二 施工通风计算二 施工通风计算 1 通风长度 各斜井长度 分界里程 计划独头掘进长度见表 1 表表 1 1 线隧道各段施工长度表线隧道各段施工长度表 工区号 斜井长 度 m 里程分界里程 进口段施 工长度 m 出口段施 工长度 m 备注 进口 DK 280 550DK281 9051355 1号斜井 637DK283 310DK284 1551405845 2号斜井 1038DK285 010DK286 6508551640 3号斜井 1667DK288 510DK289 73518601225 在 线侧 4号斜井 1571DK291 110DK292 47013751360 在 线侧 5号斜井 1935DK293 710DK295在 线侧 6号斜井 2808DK296 110DK297 9229801812 2 工作面风量 1 正洞施工排除炮烟所需的风量 取单位炸药用量 1 8kg m3 循环进尺 3 5m 开挖断面 积 67m2 则一次爆破炸药用量 422Kg 炮烟抛掷长度 L0 15 G 5 15 422 5 99m 取爆破后通风时间 t 20min 工作面要求新鲜风量 Q 1032m3 min 3 2 0 8 7 ALG t 3 2 9967 422 20 8 7 考虑空气高程重率修正系数 Ky 0 697 工作面要求风量 1235m3 min 平均风速 0 31m s KQQ 2 斜井施工排除炮烟所需的风量 斜井开挖断面取 40m2 一次爆破炸药用量 252Kg 炮烟 抛掷长度 L0 65 4m 取爆破后通风时间 t 15min 工作面要 求新鲜风量 624m3 min 考虑高原海拔 3600m 实际工作面 要求风量 747m3 min 平均风速 0 31m s 3 风机的供风量 风机的供风量按稀释内燃设备废气的要求来确定 采用 20t VoLvo 自卸汽车出碴 装机功率 173Kw 车辆 在洞内行驶速度 15Km h 每辆车装碴循环时间为 5min 则 重车的行车间距为 1250m 装载机功率为 150kw 重车的负 荷率为 0 9 空车的负荷率为 0 3 装载机的负荷率为 0 8 所有设备的利用率为 0 9 则当通风及运输长度分别 为 4680m 3000m 2000m 时 所需重车及空车数分别为 4 辆 3 辆 2 辆 装运碴作业工序中内燃设备的实际使用功 率分别为 793kw 622kw 450kw 取单位功率的风量供给系数为 4 0m3 kw min 并考 虑空气高程重率修正系数 则当通风长度分别为 4680m 3000m 2000m 时 压入式风机的供风量应分别达到 3798 m3 min 2979 m3 min 2155 m3 min 当通风长度 4680m 时 取平均百米漏风系率 1 25 漏 风系数 PL 2 4 当通风长度 3000m 时 取平均百米漏风系 率 1 5 漏风系数 PL 1 82 当通风长度 2000m 时 取平 均百米漏风系率 1 25 漏风系数 PL 2 4 4 风机的全压 取通风机设计风量为 3000m3 min 则压力损失为 paPQRh Ljff 377055 1 5062 3 2 2 取风机全压为 4100pa 可选用天津市通创风机有限公 司生产的 125A2D 2FS132 型对旋式通风机 设计风量 3000m3 min 全压 4100pa 电动机功率 2 132Kw 双级调 速 2 取通风软管直径 1 8m 3000m 的管道风阻力系数 取通风机设计风量为 3000m3 min 则压力损 82 36 2 mNsRf 失 hf 3242 Pa 可选用天津市通创风机有限公司生产的 125AD 2FS132 型对旋式通风机 设计风量 3000m3 min 全压 4100pa 电 动机功率 2 132Kw 双级调速 3 取通风软管直径 1 6m 通风长度 2000m 管道风 阻系数 当风机风量为 2200m3 min 时压力损失 82 36 2 mNsRf hf 1823Pa 可选用天津市通创风机有限公司生产的 125AD FS115 型单机轴流通风机 设计风量 2200m3 min 全压 2200Pa 电动机功率 115Kw 双级调速 四 施工通风布置及设备四 施工通风布置及设备 1 1 第一阶段通风 第一阶段通风 正洞进口和各斜井施工时 均采用压入式通风 2 2 第二阶段通风 第二阶段通风 1 1 混合式通风 混合式通风 各斜井进入主洞施工时 由于多个工作面同时施工 基于各斜井工区形成独立的施工单元 线 线隧道平 行作业 同时挖进 最多可布置四个工作面 进 出口方 向各两个 形成独立的通风系统 因而不受各斜井进度不 协调的影响 每个斜井均采用以斜井管道排出为主的混合巷道通风 形式 布置方案如图 1 图 6 所示 这些系统通风常可满足任意两个工作面同时施工的要 求 但当有三个工作面同时施工时 环境状态将恶化 因 此 应当在施工组织及管道方面进行调控 施工通风设备 见表 2 和表 3 图图 1 1 图图 2 2 图图 3 3 图图 4 4 图图 5 5 表表 2 2 线施工通风设备表线施工通风设备表 风机 代号 通风长 度 m 风机型号 设计 风量 全压 Pa 电机功 率 Kw 配用管道 直径 mm 备注 F进 1437125AD FS9018002200951500 F1 11987125AD FS110220022001151600 F1 21504125AD FS9018002200951500 F2 11935125AD FS110220022001151600 F2 22725125AD FS132300041002 1321800 F3 13518125AD FS132300041002 1321800 F3 22703125AD FS132300041002 1321800 F4 13203125AD FS132300041002 1321800 F4 22833125AD FS132300041002 1321800 F5 13391125AD FS132300041002 1321800 F5 23486125AD FS132300041002 1321800 F6 13785125AD FS132300041002 1321800 F6 24677125AD FS132300041002 1321800 图图 6 6 注 1 风机生产厂 天津市通创风机有限公司 2 全部采用双级调速电机 3 通风机具体位置参见施工通风布置简图 表表 3 3 线施工通风设备表线施工通风设备表 风机 代号 通风长 度 m 风机型号 设计 风量 全压 Pa 电机功 率 Kw 配用管道 直径 mm 备注 F进 1437125AD FS9018002200951500 F1 11987125AD FS110220022001151600 F1 21504125AD FS9018002200951500 F2 11935125AD FS110220022001151600 F2 22725125AD FS132300041002 1321800 低速或单电机运 行 F3 13518125AD FS132300041002 1321800 低速或单电机运 行 F3 22703125AD FS132300041002 1321800 低速或单电机运 行 F4 13203125AD FS132300041002 1321800 低速或单电机运 行 F4 22833125AD FS132300041002 1321800 低速或单电机运 行 F5 13391125AD FS132300041002 1321800 低速或单电机运 行 F5 23486125AD FS132300041002 1321800 F6 13785125AD FS132300041002 1321800 低速或单电机运 行 F6 24677125AD FS132300041002 1321800 低速或单电机运 行 F6 3 125AD FS9018002200951500 注 1 风机生产厂 天津市通创风机有限公司 2 除注明外全部采用双级调速电机 3 通风机具体位置参见施工通风布置简图 4 射流风机功率22Kw 共计12台 2 2 压入式巷道通风 压入式巷道通风 考虑长大斜井对通风的影响 计划采用压入式巷道通 风 用彩钢板将斜井分为进风道及排风道两部分 上部为 进风道 下部为排风道及施工通道 具体布置见 7 和图 8 图图 7 7 压入式巷道通风平面示意图压入式巷道通风平面示意图 图图 8 8 射流风机位置断面示意图射流风机位置断面示意图 彩钢板风道沿斜井布设至斜井与主洞交叉口处 然后 采用风机通过风筒将高压新鲜空气分流至各施工掌子面 浑浊空气通过下部排风通道排至洞外 考虑进风道内的风 压损失 根据实际施工情况 在进风道内部可设置射流风 机 加大风速和风量 若主洞单口施工长度超过 1500m 则 在主洞内增设接力风机 确保到达各施工掌子面的新鲜空 气满足施工要求 3 3 强化通风与劳动安全环境管理 强化通风与劳动安全环境管理 本工程地处高原 高寒地区 大气中氧含量只有平原 地区 70 冬季极端气温 35 自然条件恶劣 隧道采用无 轨运输施工模式 通风长度最长的 4700m 内燃废气和爆破 烟尘对人体的复合危害严重 因此 除在通风系统中尽可 能优化施工通风方案 采用先进的通风设备外 加强现场 通风与安全环境的管理和监控是十分必要的 为创造优良 的劳动卫生条件 保障施工人员的安全与健康 必须强化 以下措施 1 各工区必须成立由专门人员组成的通风班组 负责 通风系统的安装 调试 运行 维护 监测与管理 2 指挥部设劳动安全卫生管理机构 购置通风与环境 状态监测