隧道斜井通风方案

城关隧道斜井通风方案

一、工程概况

城关隧道，起讫里程为DK62+905～DK70+211，隧道全长7306m。隧道DK64+913.87～DK68+631.90段3718.03m位于右偏曲线上，纵坡为单面上坡，进口段坡度 3.0％，出口段坡度9.408％，变坡里程DK65+900。

隧道围岩分级，Ⅱ级围岩5865延米，占整个隧道80.28%，Ⅲ级围岩895延米，占整个隧道12.25%，Ⅳ级围岩385延米，占整个隧道5.27%，Ⅴ级围岩161延米，占整个隧道2.20% 。

隧道内设置双侧救援通道、双侧电缆槽，隧道进、出口洞口段设置有碴轨道，洞身段设置无碴轨道。

隧道设置单车道斜井一座，斜井位于线路前进方向左侧，与左线线路中线相交于DK65+904处，与线路小里程方向夹角为45°。XDK0+000～XDK0+089为平坡段，长89m，坡度2%，XDK0+089～XDK0+395为爬坡段，长306m，坡度9.22%，斜井净宽7.5m，净高6.2m。

二、隧道施工环境标准

1、粉尘浓度：每立方米空气含有10％以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg，每立方米空气含有10％以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg。

2、一氧化碳最高容许浓度为30mg/m3，二氧化碳按体积计不得大于0.5％，氮氧化合物（换算成NO2）浓度为5mg/m3以下。

3、隧道内气温不得高于28℃。

4、隧道内噪声不得大于90Db。

5、洞内风量要求：每人供应新鲜空气不应少于3 m3/min，采用内燃机作业时，供风量不小于3 m3/（min.KW）。

三、通风计算

3、设计参数

开挖断面积正洞(Ⅱ级围岩)：S正洞＝110m2；

一次爆破用药量：正洞=385kg，按正洞Ⅱ级围岩每次进尺3.5m，用药量1kg/m3；

洞内最多作业人数：按开挖工作面最大30人；

爆破后通风排烟时间：ｔ＝30min；

通风管：采用φ1.5m软管；

管道百米漏风率：β＝1.2％；

风管沿程摩阻系数α=λρ/8=0.0015kg/m3，式中（达西系数λ=0.01，空气密度ρ=1.2）;

最大压入通风长度：根据工期安排正洞单口掘进L=2500m，L-坑道长度，通风按2500m管道长度计算。

4、通风设计原则

充分利用现有设备，在满足通风效果的前提下，进行合理调配减少新购风机的数量。采用大直径风管，减少能耗损失。

隧道正洞通风采取压入轴流式通风方案。施工供风采用分高中低速二级轴流式2×110Kw通风机，在洞口配一台风机。通风管为直径

1.5m的软管。

二、风量计算

从五个方面考虑，具体为按洞内最多工作人员数计算得Q1；按洞内允许最低风速计算得Q2；按排除爆破炮烟计算得Q3；按洞内同时工作的最多内燃设备计算Q4。通过计算，取Q＝Max（Q1、Q2、

Q3，Q4）。Q总＝Q+Q高

（一）、洞内风量计算

1、按洞内同时工作的最多人数计算

Q1=qmk（m3/min）

q-每人每min呼吸所需空气量q=3m3/min

m-同时工作人数，正洞取m=30人

k-风量备用系数，取k=1.25

由此得Q1=3×30×1.25=113(m3/min)

2、按允许最低平均风速计算

Q2=60AV

V-取0.21m/s，

A-取110m2,

Q2=60×110×0.21=1386(m3/min)

3、按洞内一时间内爆破使用最多炸药量计算风量

A=110×3.5×1.0=385kg

t-通风时间，按30min考虑，

b-一公斤炸药爆破时所构成的一氧化碳体积（L），一般采用b=40L；

Q3-1=5Ab/t=5×385×40/30=2566(m3/min)

4、按压入式通风工作面有害气体降至允许浓度计算

S-隧道面积，正洞S =110m2,

L—工作面至炮烟稀释到允许浓度的距离即临界长度取100m；

Q3-2=7.8/t×3√A.(S.L)2

=7.8/30×3√385×(110×100)2=935(m3/min)

5、按洞内同时工作的最多内燃设备计算

Q4=nP（m3/min）

P-每Kw每min需提供空气量P=3m3/min

n-洞内同时工作的内燃设备功率总和，洞内一台210LC-5挖掘机，功率162Kw（不和装载机同时作业）；大型出碴车4辆，功率4×309Kw，装载机2台，功率2×110Kw。

由此得Q4=1456×3=4368m3/min

6、洞内需风量

取上述各计算风量的最大值4368m3/min。

风机风量：根据洞内最大需风量、通风长度和百米漏风率，应用公式Qm＝Q总/（1-0.012L/100）求出正洞所配风机的风量为6240m3/min，

（四）、漏风计算

P –漏风系数，取1.43，

Q –计算风量，Q=Qm

Q需=P·Q

=1.43×6240=8923（m3/min）

三、风压计算

ｈ阻＝∑ｈ动＋∑ｈ局＋∑ｈ沿

∑ｈ动,动压取50Pa；

∑ｈ局,局部压力损失一般按沿程压力损失的10％估算；沿程压力损失计算：

h沿＝agpLQ2/s3 （Pa）

式中a—风道摩擦阻力系数，取a＝1.3x10-4kg?s2/m2；

L—风道长度（m）,1920m；

Q—风机风量（m3/s）,39.75m3/s；

S—管道截面积（m2）,1.13m2；

P—管道内周长（m）3.768m；

g—重力加速度，取9.81m2/s；

h沿＝10103（Pa）。

ｈ正洞阻＝∑ｈ动＋∑ｈ局＋∑ｈ正洞沿=11163（Pa）。

四、通风系统设备、材料配置

隧道施工通风设备、材料见下表。

施工通风设备、材料表

五、通风方法

隧道出口主洞通风：施工作业区段长1920m，施工供风采用二级轴流式2×110KW通风机，在洞口配一台风机，通风管为直径1.2m 的软管，管道布置在隧道右侧起拱线以上1.5m处,风管在喷护面段采用锚杆、在二衬段采用膨胀长螺栓铆接在砼中，间距5m，在锚杆或长螺栓头用￠8盘条做吊挂线，并经带接。在超出1500m时，洞内再设置二级轴流式1×110Kw通风机，风筒挂舍同上，超过1.2km时设置通风竖井一个，直径1.5m，进行辅助通风，以改善斜井正洞内两个作业面的通风排烟效果。在正洞向出口掘进超过1200m后，必要时附以F62-2轴流吸出式风机，功率28Kw，风管直径0.7m的吸出式通风机，管道布置在隧道左侧起拱线上1m处, 风管固定同隧道出口，风管尾部至竖井口，进行辅助排烟。

六、施工高压风供应

高压风供应采用集中供风的方式。具体方案如下：

在正洞出口设4×20m3/min空压机站一座。

高压风管直径采用φ150mm无缝钢管，洞内风管布设采用托架法固定，托架用附加短锚杆固定在隧道右侧底脚的边墙上，高出隧道两侧侧沟顶面20cm，沿全隧道通长布置。高压风管在洞口处安装一个三通闸阀，以备出现涌水时作为排水管使用。

随着洞室开挖面的延伸，高压风管分段接至开挖面、锚喷工作面附近，在管端安装闸阀以便接至用风机具，闸阀至用风机具之间用高

压皮管连接。

七、通风管理

施工通风管理水平的高低是影响通风质量的关键因素之一。以往不少隧道施工通风不好，除了通风系统布局不合理、风机风管不匹配等技术原因外，主要问题是通风管理不善，管道通风阻力大，开挖工作面得不到足够的新鲜风流，沿途污浊空气不能及时排出洞外。

1、我们以“合理布局，优化匹配，防漏降阻，严格管理、确保效果”二十字方针，作为施工通风管理的指导原则，强化通风管理。

2、建立以岗位责任制和奖惩制为核心的通风管理制度和组建专业通风班组，通风班组全面负责风机、风管的安装、管理、检查和维修，发现风管破损及时粘补。严格接照通风管理规程及操作细则组织实施，项目部定期根据通风质量给通风班组兑现奖惩办法。

3、防漏降阻措施

⑴、以长代短：风管节长由以往的20～30m加长至50～100m，减少接头数量，即减少漏风量。

⑵、以大代小：在净空允许的条件下，尽量采用大直径风管。

⑶、截弯取直：风管安装前，先按5m间距埋设吊挂锚杆，并在杆上标出吊线位置，再将φ8mm盘条吊挂线拉直拉紧并焊固在锚杆上，尔后在吊挂线上挂风管。这样可使风管安装到达平、直、稳、紧，不弯曲、无褶皱，减少通风阻力。

4、隧道施工防尘采取综合治理的方案：为控制粉尘的产生，钻眼作业必须采用湿式凿岩，凿岩机在钻眼时，必须先送水后送风。新鲜风连续经过几个工作面时，在两个工作面间，根据防尘效果，适当增设喷雾器净化风流中的粉尘。

斜井通风管布置

主洞通风管布置

斜井主洞交叉处通风布置图

二、通风管安装及要求

1、风管必须有出厂合格证，使用前进行外观检查，保证无损坏，粘结缝牢固平顺，接头完好严密。保证百米漏风率和磨擦阻力小，有效风量力大，具有足够的强度。

2、风管挂设要平、顺、直。风筒与风筒之间采用拉链连接，风管吊挂采用φ8钢丝绳，钢丝绳采用φ12膨胀螺栓固定在隧道顶部，杆长11cm，锚固长度不小于7cm，间距为3.0m。钢筋拉线用紧线器张进。

3、风管吊挂要平直，拉紧吊稳，避免出现褶皱增加局部阻力，在与横洞交接处宜避免死弯。

4、风管安装高度不得遮挡监控量测水平测线，并保证洞内有足够的净空高度，避免发生过往车辆和机械刮破风管影响施工。

5、为克服长期使用风管疲劳造成的长度延伸、挠度增大、每月进行一次检查，每300m为一个检查调整段，风管拉紧后去除多余部分，增设钢圈接头，捆绑牢固。

6、使用PVC拉链风管，必须注意风管方向，内反边保持同风向一致。风管出口距工作面齐头距离保持15～30m。

7、对于轻微破损的风管，采用快干胶水黏贴的方法修补，对于严重破损的风管，及时更换。

8、粘补风管的方法，视破损情况确定，破损口小于15cm时，直接粘补；破损口大于15cm时，现将破口缝合后再进行粘补，粘补面积应大于破损面积30～40%。粘补后10分钟不得送风。

9、因洞内渗水和温度变化的影响，风管内会积水，每月应排一次水，减小风管承载和阻力。

10、通风机架设在距洞口大于30m，以保证洞内污染空气循环进入洞内。前后5m范围内不得堆放杂物，通风机进气口应设置贴罩，并装有保险装置，当发生故障时应能自动停机。

六、管线布置

洞内“三管两线”按要求布设，作好洞内排水、洞内路面清理及道路维护，加强洞内通风。管线布置见下图。