CN111550276A - 一种水电站场内交通隧道群开挖施工通风除尘方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水电工程技术领域，涉及一种水电站场内交通隧道群开挖施工通风除尘方法。包括如下步骤：施工通风方式的选择；隧道施工通风量计算；施工通风设备的选型与布置；隧道开挖施工除尘降尘；隧道群开挖施工通风设计及设备选择等步骤，本发明确保特长隧道、隧道群施工安全、职业健康、质量、进度；节约成本，缩短工期，增加经济效益。

Description

一种水电站场内交通隧道群开挖施工通风除尘方法

技术领域

本发明属于水电工程技术领域，涉及一种水电站场内交通隧道群开挖施工通风除尘方法。

背景技术

目前，水电市场开发逐渐向偏远地区转移，受施工区域内地形条件限制，水电站场内的交通道路设计以隧道为主、明线为辅，针对隧道施工特点，隧道施工洞内除尘是一个必不可少的内容，也是施工必须克服和解决的主要问题。目前隧道施工主要的施工除尘措施为采取合理的通风方式加强施工通风，同时配合湿法作业、洒水降尘来解决隧道施工过程中的除尘降尘问题。但是在以高山峡谷为主的西部偏远地区进行水电站建设，由于受地形条件的限制，水电站场内交通大多以特长隧道、隧道群的方式出现，在特长隧道、隧道群施工过程中，洞内粉尘等是影响隧道施工的直接因素，因此做好洞内除尘将是保证特长隧道、隧道群施工安全、职业健康、质量及进度的保证。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提供了一种水电站场内交通隧道群开挖施工通风除尘方法。本发明的目是在采取合理的施工通风方式除尘降尘、同时配合湿法作业、洒水降尘的基础上，引入本发明除尘降尘方式配合进行特长隧道、隧道群施工过程除尘降尘，确保特长隧道、隧道群施工安全、职业健康、质量、进度，同时达到节约成本，缩短工期，增加经济效益的目的。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种水电站场内交通隧道群开挖施工通风除尘方法，包括如下步骤：

1、隧道群开挖施工通风设计及设备选择：

(1)施工通风方式的选择：

隧道施工采用压入式通风方式，设备主要采用轴流风机，辅以射流风机加强洞内空气流通；

(2)隧道施工通风量计算：

根据公路隧道施工规范要求的隧道内施工作业人员、设备及施工洞内允许风速，采用气体状态方程计算高原区隧道群施工需氧量修正系数，从而得到隧道群施工通风需氧量，作为隧道群施工通风设备配置和布置的依据；

(3)施工通风设备的选型与布置：

在进行通风风机布置时，送风式的进风管口应设在洞外，并且距离洞口的距离大于30m，风机布置时宜采取独立通风的布置方式，用于确保各作业面通风不受干扰；

2、隧道开挖施工除尘降尘：

(1)采用湿法作业减少粉尘的产生：

手风钻钻孔时进行带水凿岩作业减少钻孔粉尘；爆破时采用水封代替泥封；爆破完成后在出渣前先对渣体进行洒水以减少装渣时产生粉尘；出渣过程中及时在运渣道路上洒水减少道路扬尘；喷混凝土作业时采用湿喷法减少水泥粉尘的产生；

(2)加强施工通风来加快隧道内粉尘稀释和排尘：

施工过程中严格按照方案进行施工通风，通风设备采用多级变速轴流通风机，风筒选择与风机配套的软风筒，施工时由轴流通风机将洞外新鲜空气送至施工作业面加快粉尘浓度的稀释，同时辅以射流风机加速洞内空气向洞外流动，将粉尘快速排出洞外；

(3)缩短单头掘进长度降低通风难度：

根据现场实际情况，及时开挖具备条件并和特长隧道或长隧道相交的永久或临时支线道路隧道，使隧道形成多个开挖施工作业面，减小隧道单头掘进长度，降低隧道内通风难度。在本工程施工过程中，通过及时开挖相关道路隧道，减少道路隧道单头掘进的最大长度，用于降低隧道的通风难度，从而减小了洞内污风排出洞外的难度；

(4)利用水幕和洒水降低飞扬的粉尘：

随着隧道洞身施工的向前延伸，每200～300m距离沿洞身轮廓布置一根水管，在水管上钻1.5mm的孔，孔的方向向下，过程中向水管内通水，在水压作用下水从孔形成水幕和运动的粉尘相遇形成较大的颗粒降落，经过多道水幕，大大降低了空气中飞扬的粉尘；

(5)引进干式除尘机控制粉尘扩散：

在开挖爆破后直接将除尘机运至爆破面附近，喷混凝土时将除尘机移至喷混凝土作业面附近。

与现有技术相比，发明的有益效果是：1)确保特长隧道、隧道群施工安全、职业健康、质量、进度；

2)节约成本，缩短工期，增加经济效益；

3)采用合理的通风及除尘降尘技术，现场测定的矽尘浓度、水泥粉尘浓度、CO浓度均满足《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009)要求；

4)隧道开挖作业面正常情况下Ⅲ级围岩洞段开挖进尺达130～150m，最高达202.8m。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本发明结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明,实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。

请参阅图1所示的一种水电站场内交通隧道群开挖施工通风除尘方法，包括如下步骤：

1、隧道群开挖施工通风设计及设备选择：

(1)施工通风方式的选择：

在隧道施工中，不可避免地会产生一些有害物质，并排放到隧道空气中，造成隧道空气的污染，严重地损害隧道内作业人员的身心健康。因此隧道施工过程中必须进行施工通风，将受污染的空气快速排出隧道，使隧道内空气质量控制在规范要求的范围内。隧道施工通风方式分为自然通风和机械通风，而隧道施工独头掘进长度超过150m时，必须采用机械通风。机械通风方式主要有压入式、抽出式及混合式三种，施工时压入式通风方式最为广泛。在本工程施工中，隧道施工主要采用压入式通风方式，设备主要采用轴流风机，辅以射流风机加强洞内空气流通；

(2)隧道施工通风量计算：

隧道内通风效果的优劣直接与通风设备的通风量直接相关，而通风设备的配置和布置方式、施工区的海拔直接影响着通风设备的通风量效果和通风量。

根据公路隧道施工规范要求的隧道内施工作业人员、设备及施工洞内允许风速，采用气体状态方程计算高原区隧道群施工需氧量修正系数，从而得到隧道群施工通风需氧量，作为隧道群施工通风设备配置和布置的依据；

(3)施工通风设备的选型与布置：

在实际施工时，只有较为精确的通风计算结果，才能比较合理的选择施工通风设备。目前，对于隧道压入式通风，风机使用较多的是多级变速轴流通风机，这样可以根据隧道内实际情况去控制通风风量和风压，以达到施工过程节能目标。在进行通风风机布置时，送风式的进风管口应设在洞外，并且距离洞口的距离大于30m，风机布置时宜采取独立通风的布置方式，用于确保各作业面通风不受干扰；

2、隧道开挖施工除尘降尘：

隧道施工过程中粉尘的主要产生源头是爆破与混凝土喷射两个工序，隧道施工除尘降尘主要也是围绕减少矽尘与水泥粉尘这两个方面进行，达到矽尘浓度应小于2mg/m3(含有10％以上游离SiO2的粉尘)，水泥粉尘浓度应小于6mg/m3(游离SiO2含量小于10％)，在实际施工中主要采取以下方法加速洞内除尘降尘：

(1)采用湿法作业减少粉尘的产生：

湿法作业主要是利用粉尘遇水后粉尘颗粒便互相凝结成较大的颗粒而不易飞扬的特性来有效的减少粉尘，同时防止粉尘的二次扩散，因此是一项比较重要的除尘降尘技术措施。实际施工中主要采取的措施有：手风钻钻孔时进行带水凿岩作业减少钻孔粉尘；爆破时采用水封代替泥封；爆破完成后在出渣前先对渣体进行洒水以减少装渣时产生粉尘；出渣过程中及时在运渣道路上洒水减少道路扬尘；喷混凝土作业时采用湿喷法减少水泥粉尘的产生等。

(2)加强施工通风来加快隧道内粉尘稀释和排尘：

通风除尘主要是通过稀释通风和置换通风两种方式来降低粉尘浓度，是由运行的通风设备将新鲜的空气源源不断的输送至隧道内，使隧道内的粉尘浓度得以稀释并通过空气的流动将粉尘浓度带出洞外。施工过程中严格按照方案进行施工通风，通风设备采用多级变速轴流通风机，风筒选择与风机配套的软风筒，施工时由轴流通风机将洞外新鲜空气送至施工作业面加快粉尘浓度的稀释，同时辅以射流风机加速洞内空气向洞外流动，将粉尘快速排出洞外；同时根据洞内实际通风工况及时改进、优化通风方案，解决影响施工通风的因素，确保洞内的通风除尘效果；

(3)缩短单头掘进长度降低通风难度：

根据现场实际情况，及时开挖具备条件并和特长隧道或长隧道相交的永久或临时支线道路隧道，使隧道形成多个开挖施工作业面，减小隧道单头掘进长度，降低隧道内通风难度。在本工程施工过程中，通过及时开挖相关道路隧道，减少道路隧道单头掘进的最大长度，如将道路隧道单头掘进的最大长度减少为1600m，或将道路隧道单头掘进的最大长度减少为1500m，用于降低隧道的通风难度，从而减小了洞内污风排出洞外的难度，使隧道施工进度进一步得到提升，为工程顺利完工奠定了基础。

(4)利用水幕和洒水降低飞扬的粉尘：

水幕和喷雾降尘都是利用尘粒随空气运动的过程中与水粒凝结成较大的颗粒直接降落至洞内，降低了洞内空气中飞扬的粉尘，达到降尘效果。在实际施工过程中，随着隧道洞身施工的向前延伸，每200～300m距离沿洞身轮廓布置一根水管1，在水管上钻1.5mm的孔12，孔的方向向下，过程中向水管1内通水，在水压作用下水从孔10形成水幕和运动的粉尘相遇形成较大的颗粒降落，经过多道水幕，大大降低了空气中飞扬的粉尘；优选的水管1一端通过接头管11与喷水罩12相连接，在孔10安装孔塞101，用于集中水流通过喷水罩12喷洒，接头管11与波纹管111一侧相连通，波纹管111另一侧与喷水罩12相连通，喷水罩12呈螺旋状，喷水罩12为中空管构成的平面螺旋状，喷水罩12侧壁开设喷水孔121，喷水孔121均匀分布与喷水罩12侧面，喷水罩12具有较大的喷洒面可以将喷水罩12对准集中产生粉尘处进行除尘，达到好的除尘效果，而对于更集中产生粉尘(如道路通行)可以采用洒水方式，从而减小作业环境中的粉尘的飞扬。因此在施工过程中通过采用水幕和洒水方式也取得了较好的降尘效果。

(5)引进干式除尘机控制粉尘扩散：

针对特长隧道施工，在传统压入式通风除尘降尘的基础上，为加快隧道内开挖爆破和喷混凝土产生的粉尘的稀释时间，更大程度缩短隧道施工通风时间，在开挖爆破后直接将除尘机运至爆破面附近，除尘机选用高效的SC13型移动式除尘机，SC13除尘机属于干式净化设备，除尘过程不需要加水，同时方便回收处理收集的粉尘。该除尘机结构紧凑，性能稳定，除尘效率高达99％，喷混凝土时将除尘机移至喷混凝土作业面附近，即可将爆破粉尘和喷混凝土产生的水泥尘就地回收，减少了粉尘在隧道内的扩散，降低了洞内稀释粉尘所用的需风量，降低了通风施工成本；同时该除尘机由于可以自由移动，针对特长隧道除尘的优越性更为突出。

本发明方案对应的优点：

(1)在水电站场内交通隧道开挖施工，通过利用现场总体施工布置有效缩短隧道单头掘进的长度，从而降低通风难度；

(2)采用压入式通风方式可以达到预期的通风除尘降尘目的；

(3)通风过程中以轴流风机为主，辅以射流风机加强洞内空气流通，可以快速的达到通风目的；

(4)采取有效的通风技术，配合湿法作业、水幕和喷雾可以有效的达到除尘降尘的目的；

(5)采用引进干式除尘机可以有效的将粉尘控制在小范围内快速的进行除尘，以缓解洞内受污染空气在洞内的流通时间，隧道越长除尘效果越明显。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种水电站场内交通隧道群开挖施工通风除尘方法，其特征在于，包括如下步骤：

1、隧道群开挖施工通风设计及设备选择：

(1)施工通风方式的选择：

隧道施工采用压入式通风方式，设备主要采用轴流风机，辅以射流风机加强洞内空气流通；

(2)隧道施工通风量计算：

根据公路隧道施工规范要求的隧道内施工作业人员、设备及施工洞内允许风速，采用气体状态方程计算高原区隧道群施工需氧量修正系数，从而得到隧道群施工通风需氧量，作为隧道群施工通风设备配置和布置的依据；

(3)施工通风设备的选型与布置：

在进行通风风机布置时，送风式的进风管口应设在洞外，并且距离洞口的距离大于30m，风机布置时宜采取独立通风的布置方式，用于确保各作业面通风不受干扰；

2、隧道开挖施工除尘降尘：

(1)采用湿法作业减少粉尘的产生：

手风钻钻孔时进行带水凿岩作业减少钻孔粉尘；爆破时采用水封代替泥封；爆破完成后在出渣前先对渣体进行洒水以减少装渣时产生粉尘；出渣过程中及时在运渣道路上洒水减少道路扬尘；喷混凝土作业时采用湿喷法减少水泥粉尘的产生；

(2)加强施工通风来加快隧道内粉尘稀释和排尘：

施工过程中严格按照方案进行施工通风，通风设备采用多级变速轴流通风机，风筒选择与风机配套的软风筒，施工时由轴流通风机将洞外新鲜空气送至施工作业面加快粉尘浓度的稀释，同时辅以射流风机加速洞内空气向洞外流动，将粉尘快速排出洞外；

(3)缩短单头掘进长度降低通风难度：

根据现场实际情况，及时开挖具备条件并和特长隧道或长隧道相交的永久或临时支线道路隧道，使隧道形成多个开挖施工作业面，减小隧道单头掘进长度，降低隧道内通风难度。在本工程施工过程中，通过及时开挖相关道路隧道，减少道路隧道单头掘进的最大长度，用于降低隧道的通风难度，从而减小了洞内污风排出洞外的难度；

(4)利用水幕和洒水降低飞扬的粉尘：

随着隧道洞身施工的向前延伸，每200～300m距离沿洞身轮廓布置一根水管，在水管上钻1.5mm的孔，孔的方向向下，过程中向水管内通水，在水压作用下水从孔形成水幕和运动的粉尘相遇形成较大的颗粒降落，经过多道水幕，大大降低了空气中飞扬的粉尘；

(5)引进干式除尘机控制粉尘扩散：

在开挖爆破后直接将除尘机运至爆破面附近，喷混凝土时将除尘机移至喷混凝土作业面附近。

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