CN109958469A - 一种特长隧道多区域控制混合式通风施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种特长隧道多区域控制混合式通风施工方法，现行施工特长隧道中，“特长隧道多区域控制混合式通风施工方法”经济效益好，且搭配简单、布置方便，同时克服了传统通风施工方法下的弊端。通过排风设备有效降低隧道内有害气体和粉尘浓度，隧道内施工人员的健康安全得以保障，同时工期计划也将得到保障。
Description
技术领域
本发明属于隧道施工通风方法技术领域，具体涉及一种特长隧道多区域混合式通风施工方法。
背景技术
随着我国公路交通迅速发展，隧道建设规模不断扩大，公路隧道建设施工的安全性、高效性和健康性越来越受到施工单位和交建部门的重视。然而在传统通风施工方法（压入式通风施工方法）下，隧道内的有害气体和粉尘将难以得到有效处理。
发明内容
为了克服传统通风施工方法下难以避免的弊端，提出在隧道内传统通风施工方法下增加排风设备，从而形成混合式通风施工方法。特长隧道中，在保证经济效益的同时，宜采用“特长隧道多区域控制混合式通风施工方法”。
本发明的具体技术方案为：
一种特长隧道多区域控制混合式通风施工方法，包括下列步骤：
步骤A：阅读隧道设计图纸和设计说明书，调查阶段隧道施工情况，掌握各掌子面施工信息；
步骤B：根据步骤A中所取得的参数，为隧道现阶段设计送风系统；
步骤C：根据步骤B的送风系统设计，为现场选配风机风管，布置风机，布置风管；
步骤D：完成布置后，进行通风并对隧道内各断面下风速、有害气体浓度和粉尘浓度进行现场测试；并通过统计分析，选取出数个最不利区间；
步骤E：通过步骤D最不利区间选取，获得数个区间，并得到相应区间的区间起讫点里程桩号；根据此区间起讫点里程桩号设计排风风机风管，设计时使其穿过此区间，以保证有害气体和粉尘不在此区间沉降堆积，从而有效地降低其浓度；
步骤F：根据步骤E的排风系统设计，为现场选配风机风管，布置风机，布置风管；
步骤G：在隧道掘进和爆破排烟后，适当接长风管，以此为下一阶段供风；
步骤H：完成布置后，进行通风并对隧道内各断面下风速、有害气体浓度和粉尘浓度进行现场测试；并通过统计分析，选取出数个最不利区间；通过上一步最不利区间选取，获得数个区间，并得到相应区间的区间起讫点里程桩号；与前一阶段最不利区间进行比较，在有必要情况下，对风机风管进行适当调整。
进一步优选的是，所述步骤A中各掌子面施工信息包括：掌子面里程桩号，隧道施工方法以及断面面积；掌子面附近施工人员最多数目，施工机械数目；钻孔工况下，钻孔总数目和同时进行的钻孔数目，钻机型号及钻头尺寸参数；爆破工况下，炸药总用量，炸药进尺距离，掌子面计算通风距离；出渣工况下，出渣机械数目和型号参数；喷浆工况下，喷浆机械类型，喷浆区域尺寸参数；隧址海拔。
进一步优选的是，所述步骤B的送风系统设计包括：通过各工况参数，计算出各掌子面所需风量；通过掌子面需风量和通风距离进行反算比较，得出最优风机风管参数；考虑到经济效益，并结合现场情况，设计出最适合的送风系统。
进一步优选的是，所述步骤C和/或步骤F的风机布置具体包括：根据现场信息制作适合的风机门架，涉及信息包括：现场断面信息，风机参数；将门架放置于风机设计位置，并将风机稳定安装，再进行风机试运行；布置风管包括：根据设计布置风管，并进行挂设；进行风机风管间的连接。
进一步优选的是，步骤E和/或步骤H的现场测试方法为：
1）沿掌子面向隧道外等间距取测试断面，间距宜取50m；
2）在各断面中，选取左中右三个测点，详细布置视断面尺寸而定。每个测点测10次，去掉一个最大值一个最小值，然后取剩余8个数的平均值作为该测点测试值。取左中右三个点的均值作为该断面的测试值；
最不利取件选取方法为：
1）通过统计分析现场断面风速测试数据，获得现场断面风速沿程曲线；
2）通过统计分析现场断面有害气体浓度测试数据，获得现场有害气体浓度沿程曲线；
3）通过统计分析现场断面粉尘浓度测试数据，获得现场粉尘浓度沿程曲线；
4）结合以上三个沿程曲线，寻找出数个最不利区间，作为下一步排风系统设计布置的选取点。最不利区间特征为：断面风速较小，有害气体和粉尘浓度较高。
本方法可用于各类隧道，但出于经济效益考虑，则适用于处于施工中的特长隧道，用于保障隧道顺利施工。
本方法设计简便。采用此通风施工方法，送风系统设计的依据是现阶段隧道开挖情况，设计计算较简单，同时排风风机位置和风管长度选择根据最不利区间位置确定，整体设计简便。
成本节约。采用此通风施工方法，排风设备是局部多区域布置的。在保证通风效率的情况下，此方法下风管相对混合式通风方法下长度较短，将大幅地降低施工成本的投入。同时排风设备仅在局部布置，风管布置长度短，则定期养护和运营成本较低。
保障了施工人员的安全。采用此通风施工方法，隧道内有害气体和粉尘得以有效处理，促使其浓度降低至规范限值以下，从而降低了对施工人员的威胁性。
现行施工特长隧道中，“特长隧道多区域控制混合式通风施工方法”经济效益好，且搭配简单、布置方便，同时克服了传统通风施工方法下的弊端。通过排风设备有效降低隧道内有害气体和粉尘浓度，隧道内施工人员的健康安全得以保障，同时工期计划也将得到保障。
附图说明
图1为本发明施工方法流程图。
具体实施方式
一种特长隧道多区域控制混合式通风施工方法，包括下列步骤：
步骤A：阅读隧道设计图纸和设计说明书，调查阶段隧道施工情况，掌握各掌子面施工信息；
步骤B：根据步骤A中所取得的参数，为隧道现阶段设计送风系统；
步骤C：根据步骤B的送风系统设计，为现场选配风机风管，布置风机，布置风管；
步骤D：完成布置后，进行通风并对隧道内各断面下风速、有害气体浓度和粉尘浓度进行现场测试；并通过统计分析，选取出数个最不利区间；
步骤E：通过步骤D最不利区间选取，获得数个区间，并得到相应区间的区间起讫点里程桩号；根据此区间起讫点里程桩号设计排风风机风管，设计时使其穿过此区间，以保证有害气体和粉尘不在此区间沉降堆积，从而有效地降低其浓度；
步骤F：根据步骤E的排风系统设计，为现场选配风机风管，布置风机，布置风管；
步骤G：在隧道掘进和爆破排烟后，适当接长风管，以此为下一阶段供风；
步骤H：完成布置后，进行通风并对隧道内各断面下风速、有害气体浓度和粉尘浓度进行现场测试；并通过统计分析，选取出数个最不利区间；通过上一步最不利区间选取，获得数个区间，并得到相应区间的区间起讫点里程桩号；与前一阶段最不利区间进行比较，在有必要情况下，对风机风管进行适当调整。
进一步优选的是，所述步骤A中各掌子面施工信息包括：掌子面里程桩号，隧道施工方法以及断面面积；掌子面附近施工人员最多数目，施工机械数目；钻孔工况下，钻孔总数目和同时进行的钻孔数目，钻机型号及钻头尺寸参数；爆破工况下，炸药总用量，炸药进尺距离，掌子面计算通风距离；出渣工况下，出渣机械数目和型号参数；喷浆工况下，喷浆机械类型，喷浆区域尺寸参数；隧址海拔。
进一步优选的是，所述步骤B的送风系统设计包括：通过各工况参数，计算出各掌子面所需风量；通过掌子面需风量和通风距离进行反算比较，得出最优风机风管参数；考虑到经济效益，并结合现场情况，设计出最适合的送风系统。
进一步优选的是，所述步骤C和/或步骤F的风机布置具体包括：根据现场信息制作适合的风机门架，涉及信息包括：现场断面信息，风机参数；将门架放置于风机设计位置，并将风机稳定安装，再进行风机试运行；布置风管包括：根据设计布置风管，并进行挂设；进行风机风管间的连接。
进一步优选的是，步骤E和/或步骤H的现场测试方法为：
1）沿掌子面向隧道外等间距取测试断面，间距宜取50m；
2）在各断面中，选取左中右三个测点，详细布置视断面尺寸而定。每个测点测10次，去掉一个最大值一个最小值，然后取剩余8个数的平均值作为该测点测试值。取左中右三个点的均值作为该断面的测试值；
最不利取件选取方法为：
1）通过统计分析现场断面风速测试数据，获得现场断面风速沿程曲线；
2）通过统计分析现场断面有害气体浓度测试数据，获得现场有害气体浓度沿程曲线；
3）通过统计分析现场断面粉尘浓度测试数据，获得现场粉尘浓度沿程曲线；
4）结合以上三个沿程曲线，寻找出数个最不利区间，作为下一步排风系统设计布置的选取点。最不利区间特征为：断面风速较小，有害气体和粉尘浓度较高。
此方法中涉及数台大型轴流风机和小型轴流风机，还包括一定长度的拉链式风管和排风钢圈风管。其中大型轴流风机和拉链式风管的数目以及型号参数通过计算得出，而由于排风的小型轴流风机和排风钢圈风管宜采用下表1所示型号。
排风风机风管参数表 表1
现场测试所采用的仪器和设备，详细参数如下表2所示。
仪器参数表 表2
质量控制：
隧道内风量要求：
每人每分钟供应新鲜空气3m3，高原计算取4m3；
洞内使用柴油机械施工时，每1kW每分钟供风量不宜少于3m3。
隧道内断面风速要求：
全断面（包括斜井）开挖时，最小风速应不小于0.15 m/s；导坑内最低风速，应不小于0.25 m/s。隧道内最大风速不得大于6 m/s。《煤矿安全规程》第107条规定架线电机车巷道容许最低风速为1m/s，采矿工作面、掘进中的煤巷和岩巷为0.25m/s。
按照《公路隧道施工技术规范》JTGF60-2009的相关规定：当施工人员进入工作面检查时，一氧化碳（CO）容许浓度可为100mg/m3，但必须在30min内降至30mg/m3。
《铁路工程施工技术手册》隧道篇下册规定：当作业时间在1h以内时，一氧化碳（CO）容许浓度可放宽到50mg/m3，0.5h以内可达到100mg/m3，15～20min可达200mg/m3。在以上条件下反复作业时，两次作业时间应间隔2h以上。
隧道内粉尘浓度要求，如下表3表所示。
粉尘浓度规范值表 表3
澜沧江隧道属越岭隧道，为穿越糯扎渡第一村西侧一带山岭地带而建设。隧址区属中切中山区，为构造剥蚀地貌，斜坡与冲沟交错分布，地形波状起伏，山体自然坡度较陡，坡度一般在25～40°。隧道穿越区最大标高1257m，最低标高663m，地形切割较深，相对高差594m。隧道区地形起伏较大，峰岭、凸脊、沟谷相间展布，峰顶多呈椭圆状，凸脊多呈长条带状，山顶及凸脊顶部地形较陡，自然坡角多在30～45°之间。隧道进口位于糯扎渡第一村西侧一南北向小型冲沟左侧坡近坡脚处，坡面朝向东，地形较陡，自然坡角约30～40°，该段坡面植被较发育，水土保持较好。该项目于2017年3月20日开工，隧道计划修建长度为3894m（单线），现阶段隧道左线完成了1473m的工程，隧道右线完成了1397m的工程。在此施工项目中，本方法已投入使用，已得到较好的效果。
Claims (5)
1.一种特长隧道多区域控制混合式通风施工方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤A：阅读隧道设计图纸和设计说明书，调查阶段隧道施工情况，掌握各掌子面施工信息；
步骤B：根据步骤A中所取得的参数，为隧道现阶段设计送风系统；
步骤C：根据步骤B的送风系统设计，为现场选配风机风管，布置风机，布置风管；
步骤D：完成布置后，进行通风并对隧道内各断面下风速、有害气体浓度和粉尘浓度进行现场测试；并通过统计分析，选取出数个最不利区间；
步骤E：通过步骤D最不利区间选取，获得数个区间，并得到相应区间的区间起讫点里程桩号；根据此区间起讫点里程桩号设计排风风机风管，设计时使其穿过此区间，以保证有害气体和粉尘不在此区间沉降堆积，从而有效地降低其浓度；
步骤F：根据步骤E的排风系统设计，为现场选配风机风管，布置风机，布置风管；
步骤G：在隧道掘进和爆破排烟后，适当接长风管，以此为下一阶段供风；
步骤H：完成布置后，进行通风并对隧道内各断面下风速、有害气体浓度和粉尘浓度进行现场测试；并通过统计分析，选取出数个最不利区间；通过上一步最不利区间选取，获得数个区间，并得到相应区间的区间起讫点里程桩号；与前一阶段最不利区间进行比较，在有必要情况下，对风机风管进行适当调整。
2.如权利要求1所述的一种特长隧道多区域控制混合式通风施工方法，其特征在于，所述步骤A中各掌子面施工信息包括：掌子面里程桩号，隧道施工方法以及断面面积；掌子面附近施工人员最多数目，施工机械数目；钻孔工况下，钻孔总数目和同时进行的钻孔数目，钻机型号及钻头尺寸参数；爆破工况下，炸药总用量，炸药进尺距离，掌子面计算通风距离；出渣工况下，出渣机械数目和型号参数；喷浆工况下，喷浆机械类型，喷浆区域尺寸参数；隧址海拔。
3.如权利要求1所述的一种特长隧道多区域控制混合式通风施工方法，其特征在于，所述步骤B的送风系统设计包括：通过各工况参数，计算出各掌子面所需风量；通过掌子面需风量和通风距离进行反算比较，得出最优风机风管参数；考虑到经济效益，并结合现场情况，设计出最适合的送风系统。
4.如权利要求1所述的一种特长隧道多区域控制混合式通风施工方法，其特征在于，所述步骤C和/或步骤F的风机布置具体包括：根据现场信息制作适合的风机门架，涉及信息包括：现场断面信息，风机参数；将门架放置于风机设计位置，并将风机稳定安装，再进行风机试运行；布置风管包括：根据设计布置风管，并进行挂设；进行风机风管间的连接。
5.如权利要求1所述的一种特长隧道多区域控制混合式通风施工方法，其特征在于，步骤E和/或步骤H的现场测试方法为：
1）沿掌子面向隧道外等间距取测试断面，间距宜取50m；
2）在各断面中，选取左中右三个测点，详细布置视断面尺寸而定；每个测点测10次，去掉一个最大值一个最小值，然后取剩余8个数的平均值作为该测点测试值；取左中右三个点的均值作为该断面的测试值；
最不利取件选取方法为：
1）通过统计分析现场断面风速测试数据，获得现场断面风速沿程曲线；
2）通过统计分析现场断面有害气体浓度测试数据，获得现场有害气体浓度沿程曲线；
3）通过统计分析现场断面粉尘浓度测试数据，获得现场粉尘浓度沿程曲线；
4）结合以上三个沿程曲线，寻找出数个最不利区间，作为下一步排风系统设计布置的选取点；最不利区间特征为：断面风速较小，有害气体和粉尘浓度较高。
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