一种用于长大隧道施工的通风方法技术

本发明专利技术公开了一种用于长大隧道施工的通风方法，包括以下步骤：(1)通风方式选择与布置；(2)风量计算，所述的风量按照最多人数、允许最低平均风速、爆破后稀释一氧化碳至许可最高浓度、稀释内燃机废气的所需要空气量分别进行计算，然后按照计算结果取最大值作为风量合理数值；(3)风压计算，通过管道阻力系数计算初九风机的风压；(4)通风设备的选择，通风设备按洞内风动机械同时工作最大耗风量及管道漏风系数计算；(5)设备布置安装；(6)质量检查。隧道通风达到效果良好的较少，在施工过程中稍有不慎就会造成施工掌子面一氧化碳、二氧化碳等气体浓度过高以及施工温度过高，本发明专利技术用最简单的方式创新性的解决了实际施工问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于长大隧道施工的通风方法
本专利技术涉及隧道施工领域，具体设计一种用于长大隧道施工的通风方法。
技术介绍
长大隧道长约10公里以上，若采用自然通风，则无法满足特长大隧道在施工过程中的氧气含量，并且极其容易造成施工掌子面一氧化碳、二氧化碳等气体浓度过高以及施工温度过高，需采用压入式和抽出式相结合的通风方法，具有较高的技术难度。
技术实现思路
基于现有技术的缺陷，本专利技术设计了一种用于长大隧道施工的通风方法，采用多方向相结合的混合式通风技术，综合了压入式和抽出式通风的优点，利用压入式通风方法较长的射程，稀释污染物后使其远离工作面，再用抽出式(压出式)风机把污浊空气吸走。适合长大隧道及大断面隧道的施工。在采用喷锚支护的隧道，能够有效的除烟排尘，降低粉尘浓度，通风效果良好。使用辅助通道通风，为了实现“长隧短挖”和缩短通风距离，用平行导洞、斜井和竖井等方式作为辅助通风通道。具体技术方案如下：一种用于长大隧道施工的通风方法，包括以下步骤：(1)通风方式选择与布置；(2)风量计算，所述的风量按照最多人数、允许最低平均风速、爆破后稀释一氧化碳至许可最高浓度、稀释内燃机废气的所需要空气量分别进行计算，然后按照计算结果取最大值作为风量合理数值；(3)风压计算，通过管道阻力系数计算初九风机的风压；(4)通风设备的选择，通风设备按洞内风动机械同时工作最大耗风量及管道漏风系数计算；(5)设备布置安装；(6)质量检查，所述的质量检查包括以下指标：道中氧气含量、坑道内气温坑道中一氧化碳含量、坑道中二氧化碳含量、坑道中氮氧化物、隧道通风能满足每人供应新鲜空气、隧道内最小风速；更进一步，长大隧道施工时采用纵向式通风和采用混合式通风方式，并且使用辅助通道通风；更进一步，关于步骤(2)中风量按照下面的方法确定：①洞内同时工作的最多人数计算风量Q1＝qmk，其中q表示每人每分钟呼吸所需空气量，m表示同时工作人数，k表示风量备用系数；②按允许最低平均风速计算风量Q2＝60AV，其中：A表示隧道断面积，V表示为坑道内平均风速；③按照爆破后稀释一氧化碳至许可最高浓度计算风量的其中：t表示通风时间，G表示同时爆破炸药用量，斜井、正洞均按Ⅲ级围岩考虑，L表示掌子面满足下一循环施工的长度；④按稀释内燃机废气的所需要空气量Q4＝V/K，其中:V＝∑βP，式中，β表示式内燃机产生有害气体，P表示内燃机功率，K表示采用无轨运输时的允许浓度；更进一步，步骤(3)中风压计算中管道阻力系数Rf＝6.5αL/5D，其中：α表示摩擦系数，L表示通风长度，D表示通风软管直径；(2)管道风压为Hf＝RfQjQi/3600+HD+H其他，式中，Qj表示通风设备供风量，取设计风量，单位为：m3/min；Qi表示管道末端流出风量，单位：m3/min；HD表示隧道内阻力损失；H其他表示其他阻力损失；更进一步，步骤(4)中第i台通风设备的风量为Qi＝∑Q×(1+δ)×k×km，δ表示安全系数，k表示空压机本身磨损的修正系数，km表示不同海拔高度的修正系数，∑Q表示风动机具同时工作耗风量总和，其中，∑Q＝∑q×qn，qn表示管道漏风系数，同时工作的各种风动工具耗风量∑q＝N×q×K1×K2，N表示使用台数，q表示每台耗风量，k1表示同时工作系数，k2表示风动机磨损系数；更进一步，步骤(4)中设备布置满足以下要求：(1)通风道不应设置在有塌方、滑坡等不良地质地段，亦不应设在地表水或地下水汇集的山沟与低洼处；(2)风道进口宜与地形等高线正交或接近正交；(3)选择风道位置、风道与道的夹角等，除按有关公式计算进行通风效果比较外，尚应考虑地形、地质与施工条件；(4)风道长度宜短，风道断面不宜太小和变化过多，断面形状可取半圆拱并使断面高宽接近，紧靠风机的一段风道应顺直，风道的中心线应与风机轴线一致；(5)双侧风道与单侧风道布置方式的选揮可按施工与运营管理等条件比选确定；(6)风道内应设置不小于3％的向道方向的下坡，除竖井、斜井外，风道纵坡亦不宜过大；(7)风道口底部高程宜高出该处轨面15～20cm；当风道坡度较大时；风道与隧道连接段，应有不小于10m的缓坡，使风流通畅；(8)风道内风速采用15～20m/s；更进一步，步骤(6)中作业环境应符合下列职业健康及安全标准：(1)坑道中氧气含量按体积不小于20％；(2)坑道内气温不高于28℃；(3)坑道中一氧化碳含量不大于30mg/m3；(4)坑道中二氧化碳含量按体积不大于0.5％；(5)坑道中氮氧化物在5mg/m3以下；(6)隧道通风能满足每人供应新鲜空气3m3/h，采用内燃机械作业的满足供风量不小于3m3/(min·KW)；(7)洞内最小风速的确定：全断面开挖时不小于0.15m/s，分部开挖的坑道不小于0.25m/s。有益效果：1、采用纵向式通风和采用混合式通风，综合了压入式和抽出式通风的优点，利用压入式通风方法较长的射程，稀释污染物后使其远离工作面，再用抽出式(压出式)风机把污浊空气吸走。适合长大隧道及大断面隧道的施工。在采用喷锚支护的隧道，能够有效的除烟排尘，降低粉尘浓度，通风效果良好。2、使用辅助通道通风，为了实现“长隧短挖”和缩短通风距离，经常用平行导洞、斜井和竖井等方式作为辅助通风通道。3、隧道施工通风尤其是长大隧道的施工通风,对隧道施工具有重要的影响,这就要求我们必须高度重视。今后,尚应在风机技术如变特性、节能等方面进行研究,研制大直径、高强度、低阻低漏、运输和安装、维护方便的通风管道。此外,必须确保通风计划的落实,责成专人负责通风设备、管道的日常使用、管理、检查、维修、保养等工作,确保各工序正常作业,从而提高施工企业的经济效益。4、本专利技术适用性广，可操作性强，适应于超长隧道施工通风，具有良好的推广性。该技术供给洞内足够的新鲜空气，并稀释、排除有害气体和降低粉尘浓度，使各作业面达到各项卫生标准的要求，以改善劳动条件，保证洞内工作人员身体健康和施工安全，提高施工效率，具有明显的社会效益。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。模拟隧道全长10km，并且假设隧道穿越地质为山峦叠嶂，地形险峻，沟谷狭长，岩性有砂质板岩、变余岩屑杂砂岩，局部见泥质板岩，青灰色～深灰色、紫红色、褐黄色，全风化～弱风化，在此情况下：①洞内同时工作的最多人数计算：Q1＝qmk，其中：q表示每人每分钟呼吸所需空气量q＝3m3/min·人；m表示同时工作人数，取m＝80人；k表示风量备用系数，取k＝1.15；由此得Q1＝qmk＝3×80×1.15＝276m3/min。②按允许最低平均风速Q2＝60AV，其中：A表示隧道断面积；V表示为坑道内平均风速，正洞取0.15m/s；由已知数据可知正洞面积为154.6m2。正洞：Q2＝60AV＝6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于长大隧道施工的通风方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)通风方式选择与布置；(2)风量计算，所述的风量按照最多人数、允许最低平均风速、爆破后稀释一氧化碳至许可最高浓度、稀释内燃机废气的所需要空气量分别进行计算，然后按照计算结果取最大值作为风量合理数值；(3)风压计算，通过管道阻力系数计算初九风机的风压；(4)通风设备的选择，通风设备按洞内风动机械同时工作最大耗风量及管道漏风系数计算；(5)设备布置安装；(6)质量检查，所述的质量检查包括以下指标：道中氧气含量、坑道内气温坑道中一氧化碳含量、坑道中二氧化碳含量、坑道中氮氧化物、隧道通风能满足每人供应新鲜空气、隧道内最小风速。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于长大隧道施工的通风方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)通风方式选择与布置；(2)风量计算，所述的风量按照最多人数、允许最低平均风速、爆破后稀释一氧化碳至许可最高浓度、稀释内燃机废气的所需要空气量分别进行计算，然后按照计算结果取最大值作为风量合理数值；(3)风压计算，通过管道阻力系数计算初九风机的风压；(4)通风设备的选择，通风设备按洞内风动机械同时工作最大耗风量及管道漏风系数计算；(5)设备布置安装；(6)质量检查，所述的质量检查包括以下指标：道中氧气含量、坑道内气温坑道中一氧化碳含量、坑道中二氧化碳含量、坑道中氮氧化物、隧道通风能满足每人供应新鲜空气、隧道内最小风速。


2.根据权利要求1所述的用于长大隧道施工的通风方法，其特征在于：长大隧道施工时采用纵向式通风和采用混合式通风方式，并且使用辅助通道通风。


3.根据权利要求1所述的一种用于长大隧道施工的通风方法，其特征在于，关于步骤(2)中风量按照下面的方法确定：①洞内同时工作的最多人数计算风量Q1＝qmk，其中q表示每人每分钟呼吸所需空气量，m表示同时工作人数，k表示风量备用系数；②按允许最低平均风速计算风量Q2＝60AV，其中：A表示隧道断面积，V表示为坑道内平均风速；③按照爆破后稀释一氧化碳至许可最高浓度计算风量的其中：t表示通风时间，G表示同时爆破炸药用量，斜井、正洞均按Ⅲ级围岩考虑，L表示掌子面满足下一循环施工的长度；④按稀释内燃机废气的所需要空气量Q4＝V/K，其中:V＝∑βP，式中，β表示式内燃机产生有害气体，P表示内燃机功率，K表示采用无轨运输时的允许浓度。


4.根据权利要求1所述的一种用于长大隧道施工的通风方法，其特征在于，步骤(3)中风压计算中管道阻力系数Rf＝6.5αL/5D，其中：α表示摩擦系数，L表示通风长度，D表示通风软管直径；(2)管道风压为Hf＝RfQjQi/3600+HD+H其他，式中，Qj表示通风设备供风量，取设计风量，单位为：m3/min；Qi表示管道末端流出风量，单位：m3/min；HD表示隧道内阻力损失；H其他表示其他阻力损失...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建忠，李建成，王振华，刘栋，兰平，李子华，龚杨，周伟，杨志强，马利鹏，赵锦政，张睿，吴珍，唐韬，马世静，
申请(专利权)人：中铁三局集团广东建设工程有限公司，中铁三局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44