隧道工程通風(fēng)防塵方案說明

1、.wd新建銅仁至玉屏鐵路TYTJ-1標(biāo)段工程指揮部隧道通風(fēng)防塵專項施工方案 _ _ _中鐵一局集團(tuán)銅玉鐵路工程指揮部二零一四年六月目錄1、工程概況11.1 工程地質(zhì)特征11.2特殊巖土22、通風(fēng)防塵方案321 通風(fēng)防塵標(biāo)準(zhǔn)32.2 風(fēng)量計算42.3 通風(fēng)設(shè)備選擇62.4通風(fēng)系統(tǒng)布置通風(fēng)系統(tǒng)布置見以以下圖62.5 輔助通風(fēng)措施62.5.1 新機械進(jìn)洞72.5.2尾氣凈化72.6綜合防塵措施72.6.1水幕降塵72.6.2水炮泥技術(shù)82.6.3 濕式鑿巖82.6.4 裝載機上灑水82.6.5 濕噴混凝土防塵82.6.6 沖洗巖幫92.6.7個體防護(hù)92.7 提高通風(fēng)效率措施92.7.1 減少風(fēng)筒漏

2、風(fēng)措施92.7.2降低風(fēng)筒通風(fēng)阻力措施93、其他影響通風(fēng)效果主要因素1031 氣候影響104、結(jié)語10隧道通風(fēng)防塵專項施工方案1、工程概況新建銅仁至玉屏鐵路TYTJ-1標(biāo)段第二工程部隧道工程，共三座隧道，川洞隧道長892米，江口隧道長286米，涼風(fēng)坳隧道長336米，隧道總長1541米，均為雙線隧道，設(shè)計行車速度為200km/h，軌道類型為重型，鋪設(shè)碎石道床、型軌枕及60kg/m鋼軌，內(nèi)軌頂面至道床底面之軌道構(gòu)造高度77cm。1.1 工程地質(zhì)特征地層巖性隧道穿越巖性主要為薄中厚層狀的灰、灰白色的白云巖、次生紅黏土、紅黏土。 地質(zhì)構(gòu)造隧道區(qū)屬梵凈山拗陷褶皺帶，構(gòu)造作用強烈，褶皺斷裂構(gòu)造發(fā)育。隧道地

3、層單斜，段內(nèi)巖體節(jié)理裂隙極為發(fā)育，節(jié)理長度1m3m不等，節(jié)理面粗糙，它們將巖體切割成塊狀，基巖局部還有風(fēng)化，卸荷裂隙發(fā)育。地震動參數(shù)根據(jù)國家地震局?中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖?GB18306-2001，中國地震局地殼應(yīng)力研究所做的?新建鐵路銅仁至玉屏線工程場區(qū)地震參數(shù)區(qū)劃報告?隧區(qū)地震峰值加速度為<0.05g；地震動反響譜特征周期為0.35s。不良地質(zhì)不良地質(zhì)為巖溶、順層偏壓。巖溶隧區(qū)基巖為寒武系上統(tǒng)追屯組白云巖，基巖大局部覆蓋，局部裸露，覆蓋08m厚的土層，地表水與地下水聯(lián)系較為密切；沿層面有顯著溶蝕，地表多見巖溶化裂隙、溶溝、溶隙、裂隙連通性較差，見集中徑流，局部見裂隙水流。順層偏壓隧道巖

4、層產(chǎn)狀N22°45°E/21°30°SE，與線路夾角17°40°，在橫斷面上視傾角約20°24°，巖性為白云巖，層間綜合=24°。全隧右側(cè)存在順層偏壓。地表水發(fā)育特征隧區(qū)地表水為溝水，為季節(jié)性流水，受季節(jié)變化較大，雨季時溝內(nèi)水量增加，以蒸發(fā)、徑流等形式排泄，地表水總體不發(fā)育。地下水發(fā)育特征隧區(qū)地下水類型主要為第四系松散土層孔隙水、巖溶水。黏性土透水性差，土層孔隙水含水量少；巖溶弱發(fā)育，總體來說巖溶水較貧乏，由于大氣降雨和地表水下滲補給，由蒸發(fā)及地表徑流方式排泄，隧道排泄基準(zhǔn)面為隧道進(jìn)出口處溝槽。1.2特殊

5、巖土特殊巖土為紅黏土及次生紅黏土。紅黏土、次生紅黏土：為白云巖風(fēng)化產(chǎn)物。棕黃褐黃色，棕紅色，硬塑，土質(zhì)均勻，黏性好，手搓成條，紅黏土主要分布于坡殘積層及坡洪積層內(nèi)，厚度分布不均，一般厚05m，局部厚度較大；次生紅黏土主要分布于坡洪積層內(nèi)，一般厚28m。根據(jù)試驗詳判資料：自由膨脹率Fs=41%58%，蒙脫土含量M=8.60%16.52%，陽離子交換量CECNH4+=17.3424.72mmol/100g干土，屬弱膨脹土。紅粘土、次生粘土吸水顯著膨脹、軟化，失水收縮開裂，易引起邊坡變形及失穩(wěn)，對工程有較大影響。2、通風(fēng)防塵方案本工程采用爆破法開挖，將產(chǎn)生大量炮煙；出渣采用無軌出渣，汽車、裝載機等機

6、械設(shè)備將產(chǎn)生大量有害氣體，且隧洞較長，洞內(nèi)所有煙塵只能通過洞口排出，隨著隧洞的加深，通風(fēng)排煙將十分困難。因此，必須采取有力的通風(fēng)防塵措施，以保障洞內(nèi)空氣清新，創(chuàng)造良好的施工環(huán)境，保證洞內(nèi)施工人員的身體安康，提高勞動效率，加快施工速度。根據(jù)本工程施工特點和隧洞施工長度，結(jié)合我們類似工程通風(fēng)經(jīng)歷，采取如下通風(fēng)方案：洞內(nèi)通風(fēng)采用2×110kW 軸流變速風(fēng)機壓入式通風(fēng)；壓入式通風(fēng)是將軸流風(fēng)機安設(shè)在距離洞口30米以外的新鮮風(fēng)區(qū)上風(fēng)向，通過通風(fēng)管將新鮮風(fēng)壓送到開挖工作面，稀釋有害氣體，并將污風(fēng)沿隧道排出洞外。具體通風(fēng)設(shè)計介紹如下。21 通風(fēng)防塵標(biāo)準(zhǔn)a隧洞內(nèi)氧氣含量按體積計算不小于20。b有害氣體

7、濃度容許值：一氧化碳最高容許濃度為30mgm3；二氧化碳按體積計算不得大于0.5；氮氧化物(NO )濃度不超過5mgm3。c每立方米空氣中的粉塵允許含量：含10以上游離二氧化硅的粉塵不得超過2mgm3；含10以下游離二氧化硅的粉塵濃度不超過4mgm3。d最低的排塵風(fēng)速不小于0.15ms。e隧道內(nèi)氣溫不高于30。2.2風(fēng)量計算a按施工人員計算：Q1=N·q式中，N一洞內(nèi)工作人員最多人數(shù)，取m=80人；q洞內(nèi)每人所需最低新鮮空氣量，3m3min。代入各項數(shù)據(jù)得Q1=80×3=240m3minb)按允許最小風(fēng)速計算：Q2 =60×S×V式中S斷面積，襯砌后斷面

8、S=90m2，開挖斷面S=133m2。取中間值112m2；V允許最小風(fēng)速，不小于0.15m/s，取V=0.25ms。代人各項數(shù)據(jù)得Q2=6O×112×0.25=1680m3minc)按洞中同一時間內(nèi)爆破作業(yè)的最多用藥量計算：Q3=7.8×(AL2S2)1/3t式中t通風(fēng)時間，取t=50min；A次爆破作業(yè)的最大用量，取A=340kg；S一隧洞斷面積，112m2；L通風(fēng)長度，最大通風(fēng)長度取L=892m 代入各項數(shù)據(jù)得Q3=2345m3/mind)按內(nèi)燃機需要風(fēng)量計算：Q4=Q0P=4×603=2412m3min式中P同時在洞內(nèi)作業(yè)的各種內(nèi)燃機的功率總和，k

9、W；按標(biāo)準(zhǔn)及綜合考慮各種因素后，功率總和按額定總功率的65計算；洞內(nèi)施工假定裝載機1臺，額定總功率135kW，自卸汽車6臺，每臺額定總功率132kW，總功率P=(135+132×6)×65=603kW；Q0一內(nèi)燃機單位功率所需風(fēng)量指標(biāo)，按?隧道設(shè)計手冊?，取Q0=4.0m3(min·kW)。e)最大風(fēng)量Q：由以上計算可知，通風(fēng)最大制約因素為爆破作業(yè)排煙，最大風(fēng)量Q為2412m3/min。f)漏風(fēng)計算：百米漏風(fēng)率P100=0.01，管道長按922m考慮，那么漏風(fēng)系數(shù)為P=1(1-L/lOO×P100)=1.102那么有Q供=PQ=1.102x2412=26

10、59m3min。2.3通風(fēng)設(shè)備選擇采用軸流式通風(fēng)機，選擇時按Q機11Q供計(1.1是風(fēng)量儲藏系數(shù))，根據(jù)以上計算可知：主洞采用2xSDF- 110kW軸流變速風(fēng)機，Q機1.1Q供， 基本滿足施工要求。2.4通風(fēng)系統(tǒng)布置通風(fēng)系統(tǒng)布置見以以下圖2.5輔助通風(fēng)措施通風(fēng)一直是困擾長大隧洞施工的重點和難點之一，本工程承擔(dān)主洞施工長度892m。在通風(fēng)設(shè)計上，雖然采用了大功率軸流變速風(fēng)機壓人式通風(fēng)，但為進(jìn)一步確保通風(fēng)效果，根據(jù)我們多年隧道工程通風(fēng)經(jīng)歷，決定采取以下輔助通風(fēng)措施，來滿足隧道無軌運輸通風(fēng)的要求，具體措施如下。2.5.1新機械進(jìn)洞隨著工程的進(jìn)展，洞內(nèi)裝載機、自卸汽車等施工機械會逐漸磨損、破舊，有害

11、氣體增多，為保證通風(fēng)效果，在隧道通風(fēng)效果下降時，將調(diào)用新機械進(jìn)洞施工，提高通風(fēng)效果。2.5.2尾氣凈化本工程采用無軌出渣，影響通風(fēng)效果最大因素之一就是內(nèi)燃機械尾氣，隨著隧道的加深，汽車、裝載機尾氣將采取凈化措施，凈化裝置購置成品尾氣凈化器，并定期更換凈化藥品，確保尾氣凈化效果。2.6綜合防塵措施2.6.1水幕降塵隧道爆破時，在距掌子面30m外邊墻兩側(cè)各放一臺水幕降塵器；爆破前10min翻開閥門，放炮30min后關(guān)閉。水幕降塵情況見以以下圖。2.6.2水炮泥技術(shù)本隧洞爆破時采用水炮泥，以降低粉塵。水炮泥就是用裝水的塑料袋填于炮眼內(nèi)來代替一局部炮泥，裝完藥后將其填于炮眼內(nèi)，盡量不要搞破，然后用黃泥

12、封堵。實踐說明：此法降塵效率非常高。2.6.3濕式鑿巖a凈化水源并在水中加濕潤劑，濕潤劑的作用是降低水的外表張力，當(dāng)粉塵與水滴膜相撞時，便易被沖洗濕潤，水中加放01的氯化鈉打跟時，可使空氣中的含塵量降到4.164.39mgm3。b利用銳鉆頭鑿巖時，鑿巖機的沖擊力隨風(fēng)壓的提高而加大，因而被破碎的巖石粒徑也加大，粉塵量隨之減少。鑿巖的風(fēng)壓保持0.6MPa以上時，既能提高鉆速又能降低含塵量。c鑿巖機供水量要保持在34Lmin，供水壓力一般以0203MPa為宜。d在鑿巖機上配制除油器。2.6.4裝載機上灑水為防止裝巖時粉塵飛揚，除裝巖前應(yīng)使用專用水管向巖堆上灑水使其濕潤外，另在裝載機上安設(shè)噴霧器，過裝

13、渣邊灑水。2.6.5濕噴混凝土防塵采用濕噴技術(shù)，控制噴頭處工作壓力，減少混凝土回彈及粉塵量。2.6.6沖洗巖幫放炮后，從工作面風(fēng)筒出口以外1m處開場逐漸向工作面方向沖洗巖幫，不留空白區(qū)。2.6.7個體防護(hù)個體防護(hù)措施主要是佩戴防塵口罩和安全防塵帽。2.7提高通風(fēng)效率措施2.7.1減少風(fēng)筒漏風(fēng)措施a選用漏風(fēng)少的接頭，膠質(zhì)軟風(fēng)筒采用活三環(huán)多層反邊接頭，減少漏風(fēng)。b加固密封每節(jié)風(fēng)帶接頭。c經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)及時處理，靠近工作面采用鐵風(fēng)筒，以防炮崩。2.7.2降低風(fēng)筒通風(fēng)阻力措施a采用合理變徑節(jié)。當(dāng)風(fēng)簡直徑變化時，必須使用變徑節(jié)來連接，以減少通風(fēng)阻力。b提高風(fēng)筒懸掛質(zhì)量。吊掛要做到平、直、緊、穩(wěn)，并盡

14、量減緩轉(zhuǎn)角處風(fēng)筒彎度。e排除風(fēng)筒內(nèi)的積水。由于洞內(nèi)外存在溫差，風(fēng)筒內(nèi)空氣遇冷后會出現(xiàn)積水，不僅易使風(fēng)簡變形，而且也增大了風(fēng)筒的阻力，可在風(fēng)筒易積水處安放水嘴，并定期排放。3、其他影響通風(fēng)效果主要因素31 氣候影響本工程地處山嶺地區(qū)，冬季施工最低氣溫接近-2，施工中洞內(nèi)溫度高于洞外，氣壓差有助于洞內(nèi)氣體排出洞外，所以冬季易加大施工力量，集中進(jìn)展開挖施工；夏季相反，排煙較困難，施工中必須加大排煙力度，必要時工人佩戴氧氣以防洞內(nèi)缺氧，此時應(yīng)對汽車尾氣嚴(yán)格處理，并采用低標(biāo)號柴油以減少洞內(nèi)有害氣體生成。特別是放炮后，炮煙很難及時排出洞外，此時可采用工人佩戴氧氣進(jìn)展出渣施工，這樣汽車行駛帶動空氣流動，有利于改善排煙效果。4、結(jié)語目前在國內(nèi)隧道長大隧道施工通風(fēng)防塵依然是技術(shù)難題，我們考察了解國內(nèi)外生產(chǎn)的各種通風(fēng)設(shè)備的型號、性能，通過詳細(xì)的理論計算，結(jié)合以往長大隧道施工中積累的豐富經(jīng)歷，并學(xué)習(xí)國內(nèi)各項先進(jìn)的降塵技術(shù)措施后，科學(xué)、合理地提出了川洞隧道的通風(fēng)方案。通風(fēng)問題得到有效解決后，不僅為施工人員創(chuàng)造了一個良好的作業(yè)環(huán)境，有利于洞內(nèi)作業(yè)人員的身體安康，提高工人作業(yè)效率：同時主洞采用無軌運輸出渣系統(tǒng)較主洞采用有軌出渣系