闲林水库工程大毛坞施工支洞及正洞通风技术

张洁

(杭州水务控股集团有限公司，浙江杭州　310009)



·水利工程·

闲林水库工程大毛坞施工支洞及正洞通风技术

张洁

(杭州水务控股集团有限公司，浙江杭州310009)

摘要:结合杭州市闲林水库输水隧洞工程实况，提出了大毛坞施工支洞及正洞的通风方案，通过计算洞内工作面所需风量与阻力，确定了洞内通风量，并阐述了通风系统的施工管理措施，改善了隧道的通风环境。

关键词:隧洞，斜井，通风系统，风筒

近年来，我国随着经济的不断发展，城市人口不断增多，引水隧洞工程建设数量也随之日益增多。在隧洞建设中，进行长距离独头掘进或斜井与正洞两个工作面施工，应注重通风环境和施工环境的改善，尤其在无轨运输隧洞工程施工中，改善通风环境对工作面空气质量更加重要。已施工结束的杭州市闲林水库工程输水隧洞系统工程设计长度10 742 m。在整个隧洞施工中，通风方案的优劣及通风效果的好坏对隧洞施工的环境、进度和成本产生较大影响。

1　工程概况

杭州市闲林水库工程输水隧洞系统工程位于余杭区闲林镇境内，是一座独立的单洞隧洞，隧洞进口桩号为K0+000，出口(接口)桩号为K10+742，全长10 742 m，隧洞平面线形共设3个交点，曲线半径为500 m。隧洞共设置3座斜井和进口，7个工作面，大毛坞施工支洞(斜井)位于余杭区闲林镇里项村村背后山坡下，施工支洞全长549．9 m(XK0+000～XK0+549．9)，设计坡度为7．93%，支洞(斜井)与正洞中线交点里程为K2+355．38，交角方向为168°36'，支洞(斜井)洞口高程73 m，斜井底平坡段高程为29．4 m，高差43．6 m，因业主政策处理原因，大毛坞施工支洞(斜井)正洞下游方向掘进长度为2 500 m，上游方向掘进1 200 m。隧洞独头掘进累计长度3 049 m，见图1。为保证隧洞顺利如期贯通，同时更好的改善工人施工环境，方便施工，保证工人、技术人员的身体健康，隧洞通风就成为较关键的问题。

图1　大毛坞施工示意图

2　通风方案

图2　通风系统示意图

3　施工支洞(斜井)与正洞通风设计效果

施工项目部应为隧洞工作区域提供良好的施工环境条件，即有害气体含量低于0．002 4%，温度低于30℃，湿度控制在50%～60%，工作段落风速大于0．15 m/s。斜井内风速大于1．0 m/s，能及时将正洞内爆破后产生的有害气体及运输车辆排放的废气排到斜井内和运输车辆排到斜井内的废气、有害气体排出洞外，使得洞内施工环境空气质量适宜人体需要。

4　洞内通风量的确定(单洞)

4．1洞内工作面所需风量

1)按排出炮烟计算风量。

其中，G为同时爆破的炸药量，按实际用量计算为79．3 kg;b为炸药爆破时的有害气体产生量，岩层中爆破取40;A为隧道开挖面积，15．21 m2;l0为炮烟抛掷长度，l0=15+G/5=31 m。

2)按施工隧洞内同时工作的最多人数计算风量。

其中，N为洞内同时施工的最多人数，取15人。

3)按稀释和排出洞内内燃机废气计算。

其中，K为每千瓦内燃机所需的空气，m3/kW;n为隧道内内燃机总功率，kW。

4)按最小风速计算。

其中，V为最小风速，0．15 m/s;A为隧道开挖面积，15．21 m2。

5)工作面所需风量。

从以上计算中取最大值加上1．5%的百米漏风率为工作面所需风量，则有:

4．2阻力计算

1)摩擦阻力计算。

其中，a为风筒摩擦阻力系数;L为风筒长度;g为重力加速度;Q为风量，m3/min。

2)局部阻力计算。

考虑到从正洞风室到工作面没有弯道，则有:

3)总阻力计算。

5　风机及风筒的选择

通过以上计算，根据工作面所需供风量Q供=665 m3/min，结合风机的技术参数(见表1)，通过通风机类型及型号对比: SDF(c)-No11型风机，该类型风机一台风机可相当于三台不同功率的通风机，而且噪声低、耗能少、性能可靠，尤其对长距离隧道、大断面施工更能发挥出节能、高效、低噪特点的优势。而SDF(A)-No6．5型风机，出口风速快、风量大、噪声低、节能省电、易维修等特点，适用于地铁、引水工程以及石油管道工程等小断面作业尤为显著。经以上对比，显然选择SDF(A)-No6．5型风机更好，风力为3 900 Pa＞1 716 Pa，风量为800 m3/min＞Q供(655 m3/min)，完全满足要求。施工支洞(斜井)口风机与正洞风室的风机通过仔细计算，选择相互匹配的风机，正洞风室选择在适宜的位置，使得施工支洞(斜井)口风机送到风室的风量达到风室风机的要求。在施工条件允许下，风筒直径取大值有利于通风，根据隧洞的实际情况，本隧洞风筒直径取0．6 m。

表1　SDF(c)-No11型隧道施工专用轴流风机性能参数表

6　风筒安装

1)隧洞内风筒挂设要平、顺、直。在作业时，先由测量人员在斜井的拱顶标定出两条风筒的位置，使得风筒可以顺直的沿着斜井铺挂下去，并每隔5 m标出锚杆位置，钻眼后安装锚杆。施工支洞(斜井)与正洞交叉口部位，采用刚性风筒，保持其以圆顺的角度挂设，有利于降低风阻。

2)布设8号铁丝拉线，用紧线器拉紧，风筒吊在拉线下，吊钩大小一致，保持风筒平直。

3)为避免爆破对新风筒产生破坏，同时使开挖工作面处于风流有效的射程范围内，风筒末端挂设旧风筒，风筒出风口距离工作面控制在25 m～30 m左右。

7　施工过程中通风系统的管理

1)通风机要有专人管理，按规程要求操作风机，定期测试通风机风量、风速，检查通风机的供风能力和动力，尽量减少风机停机次数，发挥风机连续运转性能。

2)洞内因渗水和温度变化的影响，风筒内会有积水，致使风筒下垂、变形，增加风阻，要每月排水一次。

3)施工过程中应注意对风筒的保护，尽量避免或减少人为的对风筒破坏以及施工机械对风筒的破坏。如发现风筒有漏风的地方，应立即进行修补或更换，减少漏风量。

8　结语

良好的隧洞通风系统，不仅有利于改善施工环境，确保施工安全，还能加快施工进度，提高经济效益。大毛坞施工支洞(斜井)由于独头设计施工较长，且隧洞所处的位置较为特殊，为保证施工安全，通风系统采用接力式通风方法，既能很好的提高通风效果、改善施工环境，又能减少排烟时间，加快施工速度，取得较好的经济效益和社会效益。

参考文献:

［1］杭州市闲林水库工程大毛坞施工支洞施工图［Z］．

［2］龚渠洪．青云山隧道一号斜井正洞施工通风技术［J］．铁道工程学报，2012(1):111-112．

中图分类号:TV512

文献标识码:A

文章编号:1009-6825(2016)17-0224-02

收稿日期:2016-04-07

作者简介:张洁(1975-)，男，工程师

The ventilation technology of Xianlin reservoir engineering Damaowu construction branch tunnel

Zhang Jie
(Hangzhou Water Holding Group Limited Company，Hangzhou 310009，China)

Abstract:Combining with the engineering situation of Hangzhou Xianlin reservoir water conveyance tunnel，this paper proposed the ventilation schemes of Damaowu construction branch tunnel and tunnel，by the calculation of tunnel working face required flow rate and resistance，determined the tunnel ventilation，and elaborated the construction management measures of ventilation system，improved the tunnel ventilation environment．

Key words:tunnel，shaft，ventilation system，air duct