秦岭特长隧道施工通风.docVIP

特长隧道施工通风设计 秦岭特长隧道长达18456m，是目前我国最长的铁路隧道，设计为两座基本平行的单线隧道，线间距30m，最大埋深1600m。两线隧道纵坡基本相同，进洞后约14.7km范围内为11‰的上坡，然后以3‰的下坡出洞，长度约3.2km，隧道进口高程约870m，出口高程约1025m，I线隧道较Ⅱ线隧道高0.24—0.56m。隧道两端洞口均位于R一500m的曲线地段。 其中I线隧道采用两台敞开式TBM由两端洞口相向施工， TBM未抵达工地前先用钻爆法在两端洞口提前施工预备隧道和出发隧道，进、出口钻爆法施工长度分别为260m和310m，F4断层带及相邻地段400m，待平导贯通后，由平导经横通道提起进入 I线隧道采用钻爆法完成。 Ⅱ线隧道先期在隧道中线位置上修建平行导坑，平导贯通后暂不进行扩挖，应辅助I线隧道TBM进行施工，以解决施工排水、改善施工通风和其它作业条件。待 I线隧道主体工程完工后，再将平导扩建为II线隧道。 1 施工通风设计原则及计算参数的确定 秦岭特长隧道埋深大，地形、地质条件十分复杂，交通不便，设置辅助坑道的条件较差，因此长管路压入式通风和I线隧道与平导互为巷道式通风的方案就成为主要比较方案。 1.1 施工通风控制条件 1.1.1 粉尘浓度：含有10％以上的游离二氧化硅 Si02 的粉尘应 2mg／m3，含有游离二氧化硅 SiO2 在10％以下时，水泥粉尘≯6mg／m3。 1.1.2 空气中一氧化碳 CO 浓度》0.0024％。施工人员进入开挖面时，浓度可允许到100mg／m3 80PPm ，但人员进入开挖面后30min内，浓度应 30mg／m3。 1.1.3 氮氧化物》0.00025％，重量浓度》5mg／m3。 1.1.4 洞内空气成份 按体积计 ， 凡有人工作的地点，氧气 O2 的含量≮20％，二氧化碳 C02 的含量≯0．5％。 1.1.5 洞内风量要求： 每人每分钟供应新鲜空气≮3m3。 1.1.6 洞内风速要求： 平导及Ⅱ线隧道扩建时洞内风速≮0.25m／s，并≯6m／s； TBM施工I线隧道内最小风速为0.5m／s。 2 施工通风设计原则 1.2.1 施工通风方案比选 施工通风方案按长管路通风和巷道式混合通风方案比选。 1.2.2 施工通风阻力的确定 总阻力为风管段阻力和隧道段阻力相加。风管段阻力包括静压损失和动压损失；隧道段阻力包括沿程阻力损失、动压损失和局部阻力损失。 1.2.3 平导掌子面所需风量的确定 平导采用钻爆法施工，其掌子面所需风量应按洞内要求最小风速、洞内人员和一次爆破后炮烟30min排出掌子面进行计算，另外还应考虑洞内内燃机设备的使用所需要的风量。 1.3 施工通风计算参数的确定 1 .3. 1 I线隧道 进、出口工区施工通风长度分别按9500m和8900m计算，用软风管，管节长100m，百米漏风率1％，管道内和隧道内摩阻系数为0.018和0.02，TBM施工所需风量参考国外有关资料，按 22ms／s，风管末端风量为0.5A A为隧道开挖面积 ，即30m3／s。 1.3.2 平导 平导进、出口施工通风长度分别按9500m和8900m计算，采用软风管，管节长100m，百米漏风率为1.3％，管道内和隧道内摩阻系数分别为0.019和0.024。平导钻爆法施工，一次开挖长度按4m计，耗药量为3～4kg／m3 秦岭隧道为硬质岩石，耗药量较大 ，洞内施工人员按50人计，并考虑一台170kw内燃机车全时工作。 2 施工通风方案选择 2.1 长管路施工通风 即I线隧道和平行导坑各采用洞口压入式长管路通风方案。 2.1.1 I线隧道 经计算，在0～3km时，洞口处需一台风机，3～6km时洞口需二台风机串联，6—9km时除洞口需二台风机串联外，尚需在距洞口3.25km的洞内设一台增压风机，分段长度内的风量、风压等计算结果见表1。TBM自身装备集尘、局扇、冷却系统，其所需风量及功率参考值为：集尘装置10m3／s 90kw ；冷却系统2X 10m3／s 约600kw 。 2.1.2 平行导坑 经计算，平行导坑掌子面所需风量由排出一次爆破炮烟所需风量控制，为8.75m3／s 525m3／min 。0～6km时，洞口处需一台风机，6～9km时，洞口需二台风机串联，进口工区超过9km后，需三台风机，分段长度内的风量、风压等计算结果见表1（略）。 2.2巷道式通风 新鲜空气由I线隧道进入，再通过管道分别送到TBM工作面和平导工作面，满足各工作面的要求。I线隧道及平行导坑污浊空气再通过平导排出洞外。在巷道式混合通风方案选择中，就是否使用射流风机进行局部诱导通风做了两个方案。 2.2.1 无射流风机方案 第一阶段，施工通风采用长管路