地下小断面环形隧洞施工的通风排烟及除尘.docx

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地下小断面环形隧洞施工的通风排烟及除尘

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张宗刚

摘要：本文针对锦屏一级水电站地下厂房周围上、中、下三层排水廊道工程开挖施工中通风排烟的做法作一扼要总结。

关键词：小断面;环形隧洞;通风排烟除尘

1．概述

锦屏一级水电站电站总装机容量3600MW，装机6台，单机容量600MW。电站地下厂房系统共设有上、中、下三层排水廊道，三层廊道紧紧环绕在主副厂房、主变及开关室的周围，上、下层廊道之间通过排水孔及落水井相连，以引排主副厂房、主变及开关室运行期的地下渗水。

上层排水廊道总长1363.21m，最大坡比为12.724%；中层排水廊道总长975.51m，最大坡比为5.43%；下层排水廊道总长749.66m,最大坡比为4.39%。三层排水廊道设计总长为3088.38m,开挖断面均为城门洞型，尺寸为2.5m×3.15m，开挖完成后喷厚10cm的C20聚炳烯纤维混凝土。

根据排水廊道的施工特性，排水廊道施工采取多工作面掘进，分别根据相关洞室的开挖进展情况自通风下平洞、主变排风到尾调连接洞及2#施工支洞进入工作面。由于洞子断面小,开挖时采取中部直型掏槽，周边光爆的开挖方式，人工装渣、农用三轮车运至主副厂房及主变排风洞内，再由10t载重汽车运出洞外的施工方案。在各部位开口处，根据现场地质情况，在洞口做好锁口锚杆支护外，待洞挖进行5m左右，再进行扩挖的开挖方式。

由于排水廊道布置为环形结构,所以洞内通风排烟除尘问题将成为能否安全、快速开挖施工的关键因素之一。

2．隧洞施工的污染源

洞越长，解决通风排烟除尘的难度越大。洞内有害气体主要来源于开挖工作面的钻孔、炸药爆破、出碴、喷射混凝土产生的烟雾和粉尘。这些粉尘不但使能见度降低、制约施工进度，而巳影响作业安全，危害施工作业人员的身体健康。

3.隧洞内环境条件的标准

3．1洞内温度与风速。按照我国《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》DL／T5099—1999的规定，洞内平均温度不应超过28℃，应根据不同温度，按表1调节洞内风速以提高散热效果，但工作面附近的最小风速不得低于0．15m／s，最大风速也不应大于4．0m／s。

表1温度与风速关系

温度℃

风速m/s1．01．52．0

3.2洞内空气标准。上述规范规定洞内每个作业人员应供新鲜空气3m3／min。洞内空气中含量为10％以上游离SiO的粉尘最高浓度为2mg／m3。

4．控制污染的措施

为减少洞内因排烟除尘所占用的时间，确保施工环境符合规范要求。施工时除采用湿式钻孔、爆破控制装药量，喷混凝土采用湿喷工艺外，主要在出碴设备上做文章，洞内全部采用人工装渣、农用三轮车运至主副厂房、主变及开关室内，再由10t载重汽车运出洞外的施工方案。为了解决排烟和施工人员呼吸新鲜空气，对洞内采取有效的通风是非常必要的。

5．通风风量分析

通过对隧洞的布置方案、施工程序、施工方法、开挖断面、隧洞的长度以及国家有关通风、防尘卫生标准的分析，计算风机的工作风量及工作压力。放炮后的瞬间，炮烟扩散距离由装药量、钻孔深度、岩石性质、隧洞断面等多种因素决定的。

由于风机布置在洞内向外排烟，为安全施工，风机不宜距离工作面太近，以防飞石炸坏；但也不宜距离工作面太远，以减少排烟时间，一般将风机布置距工作面25～80m，根据施工具体情况每进尺80m风机向前移动一次；因此，实际施工中炮烟的扩散距离50～120m。按120m计，每次爆破后计划排烟时间为20min，则最大需风量为：

Q=＝＝70m3/min

6.通风方案的确定

隧洞掘进通风的基本方法可分为压入式、抽出式、全抽全压式和混合式等。

6．1压入式通风。压入式通风是通过风管把新鲜空气送到工作面，将炮烟稀释并排出。从以上计算分析表明．压入式通风在相同风量情况下所需时间最长，若单独采用压入式通风，污浊空气将扩散全洞内，风管不能深入到工作面，且由于该洞形为环形并成反坡，空气难以流动，工作面附近形成死区，洞内的污浊空气将长时间不能排除。

6．2抽出式通风。抽出式通风与压入式相反，污浊空气通过延伸至工作面附近的吸气门吸入风管被排出，这种方法的优点是：由于吸气口的作用可在作业面造成较低的气压，炮烟就地排出，避免扩散。但由于吸气口的控制范围较小，为要取得较好的排烟效果，需将风管布置到距工作面很近的地方，可是从安全上考虑目前尚无成熟的技术，因而：厂作面附近同样形成死区，也不能很快将污浊空气排出，这种方法也不理想。

6．3全抽全压式通风。全抽全压式通风是一种以抽出式为主、压入式为辅的联合通风方法。这种：方法能使压入的新鲜空气扫过工作面，迫使污浊空气向外扩散，在作业面很快形成清洁区，污浊空气扩散到吸气口附近时被吸入风管排出。这种方法所产生的效果较好，但要安装两条通风管，设备投入和运行费用也要大得多。

6．4混合式通风。混合式通