我国长大铁路隧道通风中问题论文
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我国长大铁路隧道通风中的问题探讨摘要:在整个铁路隧道的建设中,通风方案的优劣及运营效果的好坏,将直接关系到隧道的救灾工程、运营环境、救灾功能及运营效益等。通风施工是长大隧道施工中一个需要解决好的关键问题。本论文结合实体工程,阐述了铁路隧道运营通风方式,良好通风的重要性,并对长大铁路隧道通风设计进行了分析。
关键字:长大隧道;隧道通风;通风设计
abstract: this paper combines the physical works discussed on the operation ventilation of railway tunnels, the importance of good ventilation, and analyzed a railway tunnel ventilation design.key words: long tunnel; tunnel ventilation; ventilation design
中图分类号:[u25] 文献标识码:a文章编号:2095-2104(2012)近年来,我国铁路交通事业迅猛发展。隧道的建设中,通风方案的优劣及运营效果的好坏,将直接关系到隧道的救灾工程、运营环境、救灾功能及运营效益等。我国也逐步重视铁路隧道的通风设计问题。20多年来,国内在铁路隧道通风方面积累了许多成功的经验,但也存在许多问题。
一、工程概况
兰渝铁路lys-2标,东扎沟隧道回沟斜井,隧道斜井长845.2米,正洞长2200米,海拔2600米,里程为dk168+100-dk165+900。空气较稀薄,当隧道掘进至300多米时就急需解决隧道内的通风问
题。加之车辆的功率较大,排烟量大,对隧道内的空气污染很严重,爆破产生的气体及机械,车辆排放的尾气是隧道内空气的主要污染源。
无论是在隧道施工开挖时,还是在井巷工程的巷道掘进中,为了稀释和排出岩体涌出的有害气体、爆破产生的炮烟和粉尘,保持良好的空气条件 ,必须对开挖工作面进行通风,即向工作面送入新鲜风流 ,稀释和排出污浊空气。
二、铁路隧道运营通风方式
2.1机械通风
利用风机通风,一般采用纵向通风方式。械通风设施主要有风机、动力设备、通风机房、通风道和帘幕等。帘幕一般用于较长(如3公里以上)的隧道通风,其启闭装置要用信号控制,如采用与车站闭塞信号相联锁,以保证行车安全。
特别长的铁路隧道通风,由于受到机械通风风速以及列车通过隧道的间隔时间的限制,要在行车间隔时间内排除隧道内蓄积的污浊空气,一般采用分段式通风,。
2.2自然通风
铁路隧道由于洞内和洞外的气温不同,空气密度便有差别,加以隧道两端洞口海拔高度不同,会产生气压差,引起隧道内空气的流动。尤其在列车通过单线铁路隧道时,会产生同列车运行方向相同的气流(活塞风)等。这些因素都会引起隧道内空气流动,通常称为自然通风。一些较短(如2000米以下)的隧道利用自然通风,
一般有可能达到隧道运营通风的要求。
良好通风的重要性
2.1稀释氮氧化物,保证卫生标准
铁路隧道通风的基本任务是采用安全、经济、有效的通风方法,供给隧道足够的新鲜空气,稀释和排除有毒有害气体和矿尘,调节井下气候条件,以防止各种伤害和爆炸事故。而为了保证风流按拟定的线路流动,使各个通风地点得到所需风量,就必须在某些巷道中设置相应的通风设施,对风流进行控制。
2.2排除烟雾,用于火灾防排烟
铁路隧道通风技术可以预防灾害的发生,灾害一旦发生,通风技术又是控制、缩小、消除灾害必不可少的手段。因此,铁路隧道通风系统应该有较强的防灾、抗灾能力,在灾变时应有利于控制和缩小事故的危害程度与范围,利于救灾、救人。
长大铁路隧道通风设计分析
3.1射流风机喷射角度对隧道轴向风速的影响分析
射流风机是一种特殊设计的轴流风机,风机出口的气流平均速度30m/s左右。
由于烟尘的密度大于空气的密度,集中在隧道横断面中下部。为了改善隧道内空气的空气质量,应尽量提高隧道路面空气的流动速度,这就需要射流风机出风口与隧道轴向呈一定夹角。分别选取 15。、30。、45。、60。机对射流风机通风效果进行分析,隧道空气流速分布云图如图所示:
射流风机出风口与隧道轴向呈15。时射流风机出风口与隧道轴向呈30。时
射流风机出风口与隧道轴向呈45。时射流风机出风口与隧道轴向呈60。时
从图中可以得出以下结论:
(1)风机作用于检测面上距地面 0~4 iti的范围,这主要是由射流风机的安装高度决定的;
(2)当射流风机轴线与隧道轴线呈15。时,检测面风速最大值集中在距路面3 m的高度。距地面0.8~1.8 m的范围内风速稳定,持续在10 m/s。由于检测点距离风机出风口10 m处,故该风速之相对较大;
(3)当射流风机轴线与隧道轴线呈30。时,检测面风速最大值集中在距地面 0.5m的高度;
(4)当射流风机轴线与隧道轴线呈45。时,由于射流风机喷射口与地面距离非常近,所以检测面上速度最大值集中在地面附近,如图中(0,0)点;
(5)当射流风机轴线与隧道轴线呈60。时,由于角度过大,造成风机喷射气流的动能大部分消耗于地面倒流的过程中,平均风速为2.5 m/s,隧道内风速基本全靠自然风维持。
3.2 通风效果的检测
通风效果的检测,是对竣工运营后的隧道通风状况进行实地检
测。其最大困难在于设计交通工况的组织以及灭火排烟时效果的检验。成功的通风效果检测,不仅仅是对通风方案有一个实际的考察和评估,而且会为通风控制方案的完善提供有用的帮助。
3.3通风管理措施
3.3.1成立以项目经理为中心,由安全员、通风管理员、通风检测员参加的通风管理机构,负责通风系统各种设备的管理和检修,督促严格按既定的通风方案实施、操作,不得走捷径,不得图省事;
3.3.2通风检测员应定期测试洞内风速、风量、气温、气压、瓦斯浓度等,并做出详细记录,及时反馈到现场主管人员并采取必要的措施;
3.3.3通风机应装有保险装置,当发生故障时应能自动停机,且通风机应有适当的备用数量;
3.3.4如通风设备出现事故或洞内通风受阻,作业条件太差,所有人员应撤离现场,在通风系统未恢复正常工作和经全面检查确认洞内已无有害气体之前,不得进入洞内。
四、结束语
随着隧道施工技术和井巷工程技术的不断发展 ,其施工通风技术也在不断提高并向着综合通风技术的方向发展。其不断发展还呼吁相关技术的提高和完善 ,呼吁设备专业去进一步研究开发更
好的通风设备和配套设施 ,使通风技术在理论上通俗易懂、在实际操作中简捷方便 ,并且能够合理使用和配备资源与设备 ,使隧道
与地下工程出现更多的绿色环保工程。