深圳市葵坝路施工通风方案.docx
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深圳市葵坝路施工通风方案
葵坝路2号隧道进口段施工
通风、排烟方案
一、工程概况
深圳市葵坝路工程,位于龙岗区东部大鹏半岛,西接葵涌街道的延安路,东至坝光化工园区规划路网中的东一路交叉口,是大鹏半岛路网的重要组成部分,该路联系葵涌街道与坝光精细化工园区、岭澳核电站的主要通道之一。
也是精细化工园建设及运营的重要通道。
线路全长6.61公里,设计为城市Ⅱ级主干道,设计速度为50km/小时。
双向4车道,路面采用沥青、水泥砼复合式路面。
本工程为第一标段,从设计起点至里程K3+000段。
标段内道路设计包括1#、2#隧道及部分路基工程,其中2号隧道为我标段控制性工程。
2号隧道单线总长为4.8公里,我部承建2号隧道进口端,该隧道位于火烧山岭靠葵涌一侧,左线长度2309m,ZK0+691~ZK3+000,右线长度2254m,右线YK0+746~YK3+000。
采用钻爆法施工,内燃设备无轨装渣运输,拱墙衬砌采用模板台车泵送砼施工。
该隧道为深圳市特长隧道,无疑在保证施工通风上是一个大问题。
为确保安全,结合隧道施工实际情况,为此我标段就隧道施工通风编制专项方案。
二、通风、排烟方式选择
根据我单位从事隧道施工多年经验来看,增加竖井通风效果好。
我部就本特长隧道施工通风问题准备在K1+400隧道顶部增加竖井与洞内压入式结合通风排烟,但竖井施工涉及征地难、施工时间长、投入大、费用高;压入式通风与隧道运营永久设备射流风机提前安装,在施工过程中提前使用的方式进行通风排烟,因此,就后者方案进行设计。
葵坝2号隧道进口为双洞双线四车道,典型断面的开挖高度9.94m,开挖宽度12.26m,开挖面积105m2。
钻爆法独头掘进,无轨运输。
根据施工采用独头轴流通风机压入为主,中后期采用射流风机将洞内废气加速形成通路排出洞外。
三、隧道施工通风设计依据
根据《公路隧道施工规范》、《铁路工程设计技术手册》-隧道等相关内容和葵坝2号隧道施工设计图。
四、隧道施工通风标准
1、隧道中氧气含量按体积计不得小于20%。
2、粉尘最高容许浓度每M3空气中含有10%以上游离二氧化碳的粉尘应小于2mg。
3、有害气体最高允许浓度:
(1)、一氧化碳最高允许浓度为30mg/M3。
(2)、二氧化碳按体积计算不得大于0.5%;
(3)、氮化物(换算成NO2)为5mgM3以下;
4、供给每人的新鲜空气量按m=3m3/min计;
5、内燃机械作业时所需供风量按Q0=3m3/min·kW计;
6、按照分部开挖的最不利因素,坑道施工通风最小风速按Vmin=0.15m/s计;
7、隧道内气温不超过28℃;
8、最大开挖面积按S=105m2计(全断面开挖);
9、全断面开挖爆破一次最大用药量A=300kg(每循环进尺3m);
10、放炮后通风时间按t=30min计;
11、风管百米漏风率β=1.5%,风管内摩擦阻力系数为λ=0.0078。
五、隧道通风计算
施工通风所需风量按爆破排烟、同时工作的最多人数、内燃机械设备总功率分别计算,并按允许最小风速进行检验,以其中最大值为控制风量。
1、通风量计算:
按洞内允许最小风速要求计算风量:
Q风速=60sυ
=0.15m/s×105㎡×60=945m3/min
式中:
s-断面积,㎡
υ-允许最小风速,0.15m/s
2、按洞内同时作业人数计算风量:
Q人员=q×m×K
=3×60×1.15=207m3/min
式中:
Q—同时作业人员所需风量,m3/min;
m—同时作业人数,60人;
q—每人供应新风量,3m3/min
K-风量备用系数,取1.15
3、按开挖面爆破排烟计算需风量:
=594
式中:
Q烟—爆破排烟所需风量
;
t—通风时间:
30min;
A一次爆破炸药消耗量,300Kg;
F一开挖断面积105m2;
L—通风区段长度按60m。
4、按内燃机械作业所需风量:
Q内燃=Q0×ΣP
=3×(145+99+79×2+120)=1566m3/min
式中:
ΣP—进洞内燃机械马力总数。
该隧道洞内内燃动力在出渣时期有ZLC50侧卸式装载机和自卸汽车。
其中侧卸式装载机1台,最大功率162kw,计算功率145kw;PC200挖机1台,功率150KW,计算功率按120KW;3台自卸车(满载车1台,空车2台),满载功率按110kw,计算功率99kw,空车计算功率按满载80%计,即79kw。
Q0—柴油机单位功率所需风量指标,1KW的风量不小于3m3/min
通过以上计算,隧道施工通风受内燃机械作业所需风量控制,隧道洞内施工最大通风量为1566m3/min左右。
5、风管漏风损失修正风量
风管直径为1.8米,通风计算取最大通风长度L=2329m,按2400m计算。
风管百米漏风系数β为1.5%,风机所需风量为Q机为:
B=L/100=2400/100=24
A=(1-β)B=(1-0.015)24=0.7
Q机=Q需/A=1566/0.7=2237m3/min=37.3m3/s
6、风压计算
摩擦阻力损失计算
系统风压
,为简化计算,取H=1.2H摩
H=1.2H摩=1.2*2296=2755Pa
六、隧道通风风机选型
长大隧道通风,主要由轴流风机和射流风机两种。
根据上述Q机、H的计算结果,参考风机性能曲线选择风机,要求风量、风压处于被选择分机的高效区内。
主要通风设备参数表
名称
型号
技术参数
速度(r/min)
风压(Pa)
风量(m3/min)
功率(KW)
轴流
风机
SDF(C)-NO12.5
高速
1378—5355
1550—2912
110×2
中速
629—2445
1052—1968
34×2
低速
355—1375
840—1475
16×2
拉链式软风管
PVCФ1800㎜
平均百米漏风率0.015,摩阻系数0.02,每节长度20m/节。
SDF(C)-NO12.5型轴流风机功率为2×110kW,最高风压能到1378~5355Pa>H(2755Pa),最大风量可达1550~2912m3/min>Q机(2237m3/min)。
因此,洞口风机选用SDF(C)-NO12.5型轴流风机,配以φ1800mm软质风管。
风管采用φ1800mm软质双抗(抗燃烧、抗静电)风管,每节20m,,具有风阻小、漏风低,强度高等优点。
通过以上计算,目前隧道施工所配置通风设备能满足掌子面供风要求。
但根据是我司对长大隧道施工经验,隧道内排烟存在很大问题,在施工过程中将存在一下现象:
施工生产对废气将存在隧道的2.3km隧道施工区域内,排出速度非常缓慢作业环境很难改善。
为此洞内排烟是隧道是隧道施工存在较大问题。
七、隧道排烟形式
根据长大隧道排烟方式一般有以下几种:
1、竖(斜)井排烟;
2、风机管道式抽排;
3、射流风机辅助排烟;
排烟方案比选,竖(斜)井排烟效果最佳,但本项目征地难;风机管道式抽排效果差,管道长;射流风机辅助排烟,通过在遂渝铁路项目施工的龙凤山特长隧道中的成功运用,通过多种方法比选,决定采取射流风机来提高洞内排烟,它是通过悬挂在隧道内拱部的射流风机的运转,使隧道内得到排烟所需的纵向风速。
根据现场施工实际情况,隧道衬砌与开挖同时进行,衬砌摸注台车阻风面积大,且施工二衬砼时水化热高,在台车附近温度高,风速低,使得洞内空气混浊,同时考虑施工临时用电功率,因此,隧道施工中后期在隧道左、右线设置射流风机加快洞内废气向洞外排出速度。
八、射流风机设置
射流通风设备参数表
射
流
风
机
SSF-NO16K
工作转速(r/min)
出口风量(Pa)
出口风速(m3/min)
功率(KW)
980
3900
2130
55
3600
1800
45
3060
159
30
在里程ZK1+490和YK1+548设计预留风机各安装一台SSF-NO16K射流风机往洞外压出,同时在里程ZK2+200和YK2+100处各变更增加设置一台SSF-NO16K射流风机加快洞内废气向洞外排出速度,以满足施工需要。
(通风布置图附后)
九、通风管理
1、风机必须配有专业风机司机负责操作,并作好运转记录,上岗前必须进行专业培训,培训合格后方可上岗。
变极多速风机必须按顺序启动。
2、电工定期检修风机,及时发现和解决故障,保证风机正常运转。
3、为了保证风机能够正常启动和运转,必须为风机提供合适的供电设备。
4、洞口风机宜安设在距离洞口20m以外的上风向,避免发生污风循环;风管出风口距开挖工作面的距离不宜超过60m。
5、因为所选择的风管直径较大,必须保证隧道有足够的净空,避免发生过往车辆和机械刮破风管而影响施工。
SDF(C)型隧道施工专用轴流通风机技术性能参数表:
风机型号
速度
风量
(m3min)
风压
(Pa)
高效风量
(m3min)
转速
(r/min)
最高点功率
(KW)
最大配用电机
功率(KW)
SDF(C)-No10
高速
770-1500
550-3500
1225
1480
71
37×2
中速
640-1010
240-1600
825
980
21.9
12×2
低速
420-760
140-880
619
750
9.3
6×2
SDF(C)-No11
高速
1015-1985
624-4150
1550
1480
107
55×2
中速
690-1345
295-1900
1098
980
33.5
17×2
低速
540-1006
160-1095
825
750
15
8×2
SDF(C)-No11.5
高速
1171-2285
727-4629
1865
1480
142.8
75×2
中速
975-1536
317-2116
1255
980
44.0
24×2
低速
639-1156
185-1164
941
750
18.7
12×2
SDF(C)-No12.5
高速
1550-2912
1378-5355
2385
1480
208
110×2
中速
1052-1968
629-2445
1610
980
67.5
34×2
低速
840-1475
355-1375
1208
750
2834
16×2
SDF(C)-No13
高速
1695-3300
930-5920
2691
1480
259
132×2
中速
1407-2219
406-2704
1813
980
81
45×2
低速
923-1670
237-1487
1360
750
34
22×2
SDF(C)-No14
高速
2113-4116
1078-6860
3361
1480
360
185×2
中速
1756-2771
470-3136
2263
980
117
60×2
低速
1152-2085
274-1725
1698
750
50
30×2
、SDF(C)型隧道施工通风机外型尺寸表
尺寸
型号
类别
L1
L2
L3
L4
L
b
b1
D
No10
C
530
530
1050
1050
4450
780
680
1190
No10.5
C
500
500
1000
1000
4500
780
680
1240
No11
C
550
550
1100
1100
4960
880
780
1290
No11.5
C
600
600
1200
1200
5260
880
780
1340
No12.5
C
690
690
1380
1380
5630
1000
900
1450
No13
C
690
690
1380
1380
5950
1000
900
1500
No14
C
750
750
1500
1500
6280
1080
980
1600
No15
C
750
750
1500
1500
6730
1080
980
1700
No16
C
850
850
1700
1700
7180
1180
1080
1800
No17
C
850
850
1700
1700
7640
1180
1080
1900
No18
C
900
900
1800
1800
8080
1280
1180
2000
深圳葵坝路第一合同段
2#隧道进口施工通风方案
编制:
审核:
审定:
中铁十三局集团有限公司
深圳市葵坝路第一合同段项目经理部
编制日期:
2011年07月
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