LXB工程特长隧道通风排烟设计

LXB工程特长隧道通风排烟设计

摘要:单口长距离独头掘进隧道，由于距离长、空间小等因素，其通风排烟难的问题尤为突出，本文结合lxb工程施工实际，对4-6特长隧道进行了通风排烟设计，并对其风量、风压计算及设备选型进行了系统阐述。

关键词:特长隧道；通风排烟；计算设计

abstract: single port in long single head boring tunnels, especially long distance, small space, the ventilation exhaust difficult problem, this paper the lxb engineering construction practice, 4-6 long tunnel ventilation and smoke control design, and itswind, air pressure calculation and equipment selection system described.

key words：long tunnel; ventilation exhaust; computational design

中图分类号：s611文献标识码：a 文章编号：

1.工程概况

lxb工程4-6隧洞进口设计桩号为d176+382,出口设计桩号为

d193+498，全长17116m，马蹄型断面，设计最大开挖尺寸为7.3m ×6.96m（宽×高），坡度0.01554%；主洞的进口与出口之间另有5条支洞，分别为1#支洞、2#支洞、2＇#支洞、3#支洞及4#支洞，均为斜洞，圆拱直墙型断面，设计最大开挖尺寸6.90m×6.1m（宽×高），投影长度分别为365m、560m 、553m、551m、398m，坡度分

别为11.82%、10.15%、13.47%、13.35%、13.40%；其中，隧洞进口、隧洞出口、1#支洞、2#支洞、3#支洞已进行了先期开挖施工，2＇#支洞及4#支洞为本期新增加支洞。

2.问题难点

2.14-6隧洞为特长型隧洞，根据支洞位置及施工进度计划，最大通风距离2998m；

2.2隧洞开挖洞径较小，掌子面钻爆及内燃机车出渣产生烟尘较大，难以排出；

2.3工期要求部分段落砼衬砌与隧洞掘进必须同时进行，加大了施工通风难度；

2.4通风质量好坏直接影响隧洞正常施工及施工人员身体健康

乃至生命安全。

3.通风方案

3.1 压入式通风特点

压入式通风是由布置在洞外的风机吸入新鲜空气，通过送风筒将其压入到工作面，使工作面的污浊空气经隧洞排出洞外。优点是风筒出风口风量风速大、射程远，能迅速地将工作面处的有害气体冲淡并排出洞外；缺点是污浊空气经隧洞排出，排出缓慢，风流受污染时间长，对整个隧洞有一个从污染到清除的过程。

3.2 抽出式通风特点

抽出式通风是将风机布置在工作面附近，将工作面处的污浊空气、炮烟及岩石粉尘等抽排到洞外，洞外的新鲜空气经隧洞补充到

工作面。其优缺点与压入式相反，新鲜空气流入缓慢，但污浊空气不会污染整个隧洞。

3.3 混合式通风特点

混合式通风方式集中了上述两种通风方式的特点。当爆破后，可用抽出式风机将工作面处的炮烟、岩石粉尘等抽排至洞外，而设在洞外的压入式风机又能将洞外的新鲜空气直接送入工作面处，从而改善了洞内的工作环境。在布置时，压入式的风机口距抽出式的风筒末端间的距离应不小于15m，以免造成循环风流，使抽出来的污浊空气又被压入到工作面处。而在工作面附近处，抽出式的风机口距压入式的风筒末端距离也不应小于4-5m。

3.4 通风方案选择

依据施工线路图及相关技术文件，结合4-6隧洞施工特点，决定采用压入式通风技术通风排烟。为保证有足够风量到达工作面，并在出风口保持一定的风速，在4-6隧洞进口、2ˊ#支洞、4#支洞、隧洞出口探洞采用1条直径为1.2m的优质柔性风管向工作面送风，在4-6隧道的1#探洞、2#探洞、3#探洞采用2条直径为1.2m的优质柔性风管独立向主洞的上、下游工作面送风。

4.通风量计算

4.1通风范围确定

参照先期隧洞施工实际及本期施工总工期制定施工进度计划，根据施工进度计划安排，各洞施工通风距离如表一所示：表一4-6隧道各洞口通风距离

4.2 计算参数确定

供给每个人的新鲜空气量按3m3/min；

开挖爆破一次最大用药量约204.4kg；

爆破后通风时间按30min；

空气密度取1.2kg/ m3；

洞内风速不小于0.25 m3/s；

隧道内最低气温不超过28℃。

φ1200mm柔性通风管最长通风距离2998m；

柔性风管百米漏风率1.0%，风管内摩擦系数为0.01，风管平均流速为18.9m/s，；

4.3 工作面所需风量

1）按洞内允许最低风速计算风量：

q1=v×s×60s=705m3/min

式中:

v―保证坑道内稳定风流最小风速0.25m/s；

s―整洞开挖最大断面积，取47m2；

2）按同一工作时段洞内工作人数计算风量：

q2=k×m×q=180m3/min

式中：

k―风量备用系数，取1.2；

m―同时在洞内工作人数，取50人；

q―每个人所需新鲜空气量3m3/min；

3）按爆破时最多装药量计算风量：

q3=5gb/t=1363m3/min

式中：

g―同时爆破时的炸药用量204.4kg；

b―每公斤炸药爆破时所构成的有害气体体积，取40l；

t―爆破后要求有害气体达到允许浓度的通风时间,取30min；

4）按洞内使用内燃机械计算风量：

q4=q0×∑p×γ= 2135 m3/min

式中：

q0—内燃机作业时1kw供风量，取3m3/min；

∑p—装碴机械的工作效率，zl50侧翻装载机1台154.5kw，15t 自卸汽车5台，满载2台196kw，空载3台按满载的80%计算为156.8kw；

γ—机械利用效率，一般为70%；

取以上最大值2135m3/min为工作面所需风量。

4.4洞口风机所需风量

系统漏风系数p=1/(1-l×p100/100),为保证各工作面风量q满足2135m3/min，各洞口实际所需风机风量要大于q机=p×q，经计算，各洞口风机所需风量如表二所示：

表二 4-6隧道各洞口风机所需风量