云桂高鐵革朗隧道2#橫洞通風(fēng)設(shè)計(jì)

張玉良（柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州 545616 ）

云桂高鐵革朗隧道2#橫洞通風(fēng)設(shè)計(jì)

張玉良
（柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州 545616 ）

通過云桂高鐵革朗隧道2#橫洞采用二階段通風(fēng)設(shè)計(jì)，介紹隧道整體設(shè)計(jì)及風(fēng)量、風(fēng)壓等相關(guān)參數(shù)計(jì)算，通風(fēng)設(shè)備選型，改善了洞內(nèi)工作面施工條件，對類似工程具有借鑒作用。

高速鐵路；隧道；橫洞；通風(fēng)；設(shè)計(jì)

0　引言

云桂高速鐵路（云南段）革朗隧道位于云南省富寧縣境內(nèi)，全長11568m，其輔助坑道2#橫洞全長1018.4m，革朗隧道2#橫洞通過輔助導(dǎo)坑施工正洞，且輔助坑道斷面狹小，很難形成巷道式通風(fēng)，同時(shí)無法配置大直徑通風(fēng)管，通風(fēng)損耗極大，通風(fēng)設(shè)備發(fā)揮不出最大功效。

1　總體方案

革朗隧道2#橫洞工區(qū)通風(fēng)分兩階段實(shí)施∶

（1）第一階段通風(fēng)在正洞施工到D2K366+880前，采用混合式通風(fēng)，最大通風(fēng)距離為1600m，在橫洞與正洞交叉處（D2K368+480），安裝2臺軸流式風(fēng)機(jī)向掌子面供風(fēng)，在D2K368+380處安裝一臺排風(fēng)機(jī)，同時(shí)D2K368+380至D2K366+880間，按每500m設(shè)置一處射流風(fēng)機(jī)對污濁空氣進(jìn)行助推，加速污濁空氣排放。

（2）第二階段通風(fēng)，掌子面已施工至D2K366+880處，在D2K366+930處安置兩臺送風(fēng)機(jī)，施工至D2K366+650處設(shè)置一臺排風(fēng)機(jī)，且待掌子面施工至D2K366+635處設(shè)置一道風(fēng)門，排風(fēng)機(jī)與掌子面間每500m設(shè)置一臺射流風(fēng)機(jī)。

2　設(shè)計(jì)原則

（1）提高工作面的供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，在風(fēng)量計(jì)算中各參數(shù)選取時(shí)宜堅(jiān)持增加風(fēng)量的取值傾向。

（2）為節(jié)約電能，必需采用較大直徑的通風(fēng)管道，但管道直徑增大也要求較大的橫洞斷面滿足安裝管道的要求，導(dǎo)致工程量及投資增加，盡量采用二級調(diào)速軸流式通風(fēng)機(jī)，同時(shí)射流風(fēng)機(jī)的數(shù)量亦不宜過多。

3　風(fēng)量計(jì)算［1］

3.1排除炮煙需風(fēng)量計(jì)算

式中 t—通風(fēng)時(shí)間（min）；A—爆破耗藥量（kg）；b—1kg炸藥有害氣體生成量（L）取b=40L；S—巷道斷面積（m2）；K—考慮淋水使炮煙濃度降低的系數(shù)，取0.3；L—臨界長度；P—巷道計(jì)算長度范圍內(nèi)漏風(fēng)系數(shù)。

3.2稀釋和排除內(nèi)燃機(jī)機(jī)械廢氣需風(fēng)量計(jì)算

式中 k—規(guī)定單位需風(fēng)量（m3/min），取3；Ni—各內(nèi)燃機(jī)功率（kW）；Ti—同時(shí)工作柴油機(jī)械設(shè)備利用率系數(shù)；其中自卸汽車、裝載機(jī)、砼運(yùn)輸車、挖掘機(jī)功率分別為250kW、150kW、250kW、150kW。洞內(nèi)的行駛速度按10km/h。裝碴循環(huán)時(shí)間10min，砼澆筑循環(huán)時(shí)間15min，載重車的負(fù)荷率0.8，非載重車的負(fù)荷率0.3，裝載機(jī)、挖掘機(jī)負(fù)荷率0.7，設(shè)備的利用率0.8。出碴車的行車距離為1667m（10km/h×10min）；砼運(yùn)輸車的行車距離為2500m（10km/h×15min）；洞內(nèi)最大通風(fēng)長度∶1600米。正洞內(nèi)車輛數(shù)量：自卸車重載2輛，自卸車空載1輛；砼運(yùn)輸車重車1輛，砼運(yùn)輸車空載1輛；挖掘機(jī)和裝載機(jī)各1輛。

4　風(fēng)壓計(jì)算［1］

根據(jù)現(xiàn)場配置的2臺通風(fēng)機(jī)，單臺通風(fēng)機(jī)最長通風(fēng)距離的風(fēng)機(jī)選型，正洞通風(fēng)長度為1600m，正洞計(jì)算風(fēng)量2072.7 m3/min（ 4145.3 m3/min×0.5），取管道直徑Φ1.6m，取摩擦阻力系數(shù)α=1.5×103kg/ m3，管道漏風(fēng)系數(shù)：PL正洞=1.256，掌子面計(jì)算風(fēng)量正洞1674.2 m3/min （3348.4×0.5），管道風(fēng)阻力系數(shù)：

沿程摩擦通風(fēng)阻力損失

沿程損失：

局部損失：

總損失：h總正洞= hf正洞+hx正洞=1435.86+202.51=1638.37Pa

5　風(fēng)機(jī)選型［1］

2×75KW軸流風(fēng)機(jī)二臺，單臺最大供風(fēng)量為2285 m3/min，最大風(fēng)壓為4629Pa；55KW射流風(fēng)機(jī)四臺，按照500m縱向間距進(jìn)行布置。

6　通風(fēng)管理［2］

（1）成立通風(fēng)作業(yè)小組，建立健全管理制度，確保按要求通風(fēng)及關(guān)閉有關(guān)風(fēng)門，防止漏風(fēng)、竄風(fēng)。（2）通風(fēng)管安裝應(yīng)平順，掛設(shè)風(fēng)管要平、直、順，接頭嚴(yán)密，每100m平均漏風(fēng)率不大于1%。

7　結(jié)語

革朗隧道2#橫洞采用二階段通風(fēng)設(shè)計(jì)后，工作面的通風(fēng)效果明顯：洞內(nèi)坑道通風(fēng)速度大于0.5m/s、空氣中O2含量按體積計(jì)算大于25%、CO2濃度小于0.5%，CO最高容許濃渡小于30mg/m3，符合我國鐵路及有關(guān)勞動(dòng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)［3］，改善洞內(nèi)施工條件，積累了成功經(jīng)驗(yàn)，取得較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

［1］鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10003-2010 ）［S］北京:中國鐵道出版社.2010

［2］鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程（TB10304-2009）［S］北京:中國鐵道出版社.2009

［3］鐵路隧道工程施工技術(shù)指南（Q/CR9604-2015）［S］北京:中國鐵道出版社.2015

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.096

張玉良，高級工程師，主要研究方向:隧道工程與地下工程。