第一篇:隧道通风检测技术方方案
SICK MAIHAK
隧道通风系统检测技术方案
1.隧道通风控制检测系统
概述
通风控制系统是在适时检测隧道内CO、VI、TW参数的基础上,将这些数据传送到中控室的通风控制计算机,计算机以检测到的环境参数(CO、VI、TW)为依据,配合交通控制状态,选择风机的控制方式,在保障行车安全的环境条件下,尽量减少风机的运转,从而达到保证隧道正常运营而且节约能源的目的。
通风系统构成
隧道通风系统由隧道管理室监控主计算机系统;微机及PLC系统;一氧化碳能见度检测仪、风速仪、风机驱动配电柜及隧道内风机等系统组成。1.1 CO、VI检测仪
COVI检测器由一氧化碳/能见度检测探头、评价控制单元、安装支架、连接电缆等部分组成。CO测量采用负气体吸收相关吸收原理,在特定的CO 红外吸收光谱的CO吸收峰来测量CO浓度,即发射单元发射特定自红外线,通过10米测量路径发射到接收单元,通过测量特定红外波的衰减,测量CO浓度;能见度测量是通过另一分离通道,由发射/接收单元发射光波,通过10米测量通道到达反射单元,反射光再经原来的10米测量路径反射到发射/接受单元,光束经过衰减,得到的信号经过评价控制单元处理为测量值,就是能见度检测值。
在隧道内的一氧化碳及烟雾透过率检测器,根据隧道的通风方式,在一氧化
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碳浓度比较高和烟雾透过率较低的通风竖井进风口附近及隧道山门附近,设置COVI检测器。隧道内CO、VI检测仪一般按三个断面布设,即进口100米-200米、隧中及距出口100米-200米左右布设。德国有关公路隧道设备的RABT法规中提供了COVI检测仪的安装建议:
第一安装点设在隧道入口处约150米处; 设备安装高度大约在3.5—4.5米;
内部CO浓度和烟尘含量沿车行方向呈逐步上升的趋势,在隧道的中后部会达到峰值,故在设备安装的过程中,可适当考虑在隧道中后部相邻设备近距离安装;
CO、VI检测布设在行车方向右侧壁人行道上方3.5-4.5米左右位置,上方应无衬砌接缝漏水现象。COVI检测器用以快速、准确、连续地自动测定隧道内的—氧化碳浓度和隧道内全程烟雾透过率数据,由区域控制器采集数据,监控系统将检测数据与标准值进行比较,对风机的启停控制提供参数依据,供操作人员临视隧道内气体环境污染情况,同时可协助操作人员人工控制风机。
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检测仪具有自动补偿污染和长期漂移的影响,隧道用CO、VI检测仪是自动检测隧道内CO浓度值和烟雾透过率的现场设置CO、VI检测器,采用德国SICK公司的VICOTEC414。
在安装调试时,有校验调试设备。(a)构造及材料
*外壳用坚固的压铸外壳,外面涂有经测试的防腐涂料,并带防护罩,恒温加热的VI和CO镜面。具有现场数据控制显示功能,检测器在电气和机械方面,已具备坚固、牢靠、耐腐蚀的特点。*引出线上电缆。*具有现场显示。*检测器是密封型。(b)主要技术指标
CO/VI检测器型号:VICOTEC414
测量原理: CO:红外吸收,负气体相关 VI(能见度):光透过滤检测
测量距离: 10米
测量范围: CO:0-300ppm;VI:k=0-15x10-3/m 测量精度: CO:0-150ppm,+/-2.5%;150-300ppm,+/-4% VI:+/-1.35% 分辨率: CO:1ppm,自动校准 供电: 190-260VAC,50Hz
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防护等级: IP65 负载: 500欧姆
输出信号: DC 4-20mA/RS422/RS232/RS485,CAN数据总线 环境温度:-30-+60℃ 湿度: 95% 有继电器输出来指示工作状态 不受环境干扰光影响测量精度
为现场维护和显示需要,带显示控制单元。带自诊断功能,及时显示故障类型和原因。维护:一年擦拭一次光学镜面。制造商:SICK MAIHAK 德国
1.2风速风向检测器
风速风向检测器采用超声波的原理测量隧道的环境温度和风速风向,其是由二个超声波发射/接受单元、数据处理评价单元、安装支架、连接电缆等部分组成,具有现场显示功能。
本检测器采用德国SICK公司FLOWSIC200,系自动检测隧道内风向和风速的现场设置式TW检测器;隧道内根据通风方式,在隧道内通风竖井进风门和排风口附近共设置风速风向检测器,自动测定隧道内平行于隧道壁而的风向、风速数据以检测风机的运行情况。安装在隧道两侧内壁上,高度为4.2米,两探头与隧道纵向中心线夹角为30-60度,以45度为宜。
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*外壳以钢板或铸铁制造。检测器在电气和机械方面,具备有坚固、牢靠、耐腐蚀的特点,而且检测器考虑防腐、防湿、防尘。
*引出线为电缆及超声波探头间的连接电缆。*检测器具有现场显示。
(c)技术性能.隧道风速风向检测器
型号: FLOWSIC200 测量原理: 测量范围: 精度:
超声波,传送时间差测量-20m/s 至 +20m/s,任意设定
0.1m/s
0-300s,任意设定
5-20m, 更远可根据要求提供
0/2/4-20mA 响应时间: 测量距离: 模拟输出:
继电器输出:4个编程继电器输出,每个触点最大48V 1A AC;0.5A DC。报警值1-4故障,自检,维护报警 接口: 服务接口 RS232(可选接口 RS422)
-20至+50℃ 220V AC,50Hz IP65 环境温度: 供电电压: 防护等级:
制造商:SICK MAIHAK 德国
3.说明
3.1 对于隧道内一氧化碳和能见度检测器,我公司提供的VICOTEC414一体化CO/VI监测仪,可用一套仪器同时检测CO浓度和能见度,在测量区域内CO对红
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外线的吸收测定CO浓度,透射光强度的衰减则反映能见度的变化。
VICOTEC414的标准测量距离为10米,覆盖范围广,而能见度的测量经过反射,实际测量路径为20米,结果有代表性。(b)输出信号
VICOTEC414检测器不但具有输出信号:DC 4-20mA/RS422/RS232.CAN数据总线;而且还具有3组继电器输出,可在线反映检测器的工作状态(CO故障;VI故障;维修/污染/报警指示)设备从而能得到更好的检修和运转。(c)现场显示的优点
VICOTEC414有带显示的数据评估单元,可以现场显示,在产品单独调试和PLC等设备连调时起到很大的作用.(d)VICOTEC414带有先进的校验装置可以在设备工作时,得到更为准确的分析测量数值。
3.2 隧道风速风向检测仪,我公司提供的FLOWSIC200采用超声波测量技术,并安装在隧道壁两侧,进行隧道全断面平均流速监测,SICK公司的检测器测量距离能达到5—20m(更远可根据要求提供),完全含盖整个隧道宽度,能测量到隧道全截面风的流速结果代表性好。测量精度为+/-0.1m/s。
输出方面FLOWSIC200检测器还具有4组继电器输出,可在线反映检测器的工作状态,设备从而能得到更好的检修和运转。
4.西克麦哈克(北京)仪器有限公司是德国SICK MAIHAK公司控股的中德合资公司。注册资金为160万欧元,现有员工70人。作为SICK MAIHAK公司的子公司,负责SICK MAIHAK公司产品在中国的销售和技术服务。本公司全面继承原代理公司业务,全权代表SICK MAIHAK公司为中国用户服务。
目前在中国的国内(包括香港)已有百条智能交通隧道在使用以上产品,其中最早隧道的已使用了10多年,产品性能良好,故障维修率低。
5.SICK MAIHAK在交通行业的业绩(附后)。
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2006年2月
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第二篇:隧道通风技术方案
隧道通风技术方案
隧道左右洞出口独头掘xxxxm,采用压入式通风来满足供风要求,风机串联方式进行压风。
1、通风设备的布置
(1)主风机布置在洞口外30 m处,防止洞内排出的污浊空气重新进入洞内。(2)风管悬挂在隧道拱腰部位,距地面3 m 以上,安装时充分考虑机械出碴对风管的影响。(3)风管出口距工作面保持40 m左右,出风口气体射流沿壁扩散后能反向流出工作面,对工作面换气通风有利。(4)横洞施工完成后,设置临时隔风设施,防止左、右洞风流相互影响。
4.2 风管防漏、降阻措施
(1)风管选择:隧道洞口段300 m 采用1500mm硬质玻璃钢风管;其它采用1500 mm软风管,软风管采用长丝涤纶纤维作基布,压延PV塑料复合而成。其优点:表面光洁,对通风摩阻力小;有防水、抗燃、抗静电、抗老化性能;便于加工和接头处理。(2)风管联接方式:采用加长风管,减少风管接头数量,从而减少接头漏风量和接头阻力。风管每节长度采用30~40 m,风管接头用高强树脂拉链接口。(3)风管加工工艺:靠近工作面的风管采用混织胶布,用401强力胶手工粘接;软质风管到1500m处用增强胶布;风管采用电热塑机加工,整条风管无一个针眼,其防漏性和钢质风管无异。
(4)提高风管安装质量:风管吊挂做到平、直、稳、紧,即在水平面上无弯曲,垂直面上无起伏,以减少管道弯曲、褶皱形成的局部阻力;风管拐弯处要圆顺。
(5)风管底设置排水口:由于温度变化,风流中水汽会变成水积在风管底,要定期排-水,以防风管变形。
2、隧道通风降尘的关键技术
用水湿润沉积的粉尘:用水湿润沉积于碴堆、周壁等处的粉尘,是很有效的除尘措施。粉尘被水湿润后,尘粒互相附着凝结成较大的颗粒,同时增加了附着性,因而在生产过程或高速风流中不宜飞扬起来。主要做法:一是洒水降尘,在装碴运输等产尘较大的工序和工点喷雾洒水,可显著地减少产尘量和防止尘土飞扬;二是洗壁,在爆破后和凿眼、装碴前及时洗壁,不仅能有效的防尘,也有利于随后的喷锚作业;三是湿式凿岩,可以明显的降低钻眼时的粉尘浓度,若在水中加入湿润剂,则降尘效果更佳
定期洒水:采用无轨运输,出碴前向爆破后的石碴上洒水,定期向隧道内车行路线上洒水,使粉尘对施工人员的伤害降低到最低限度。喷射混凝土采用湿喷工艺,可有效地减少粉尘,改变作业环境。运输车辆不工作时要熄火,以减少尾气排放污染。
第三篇:茶店隧道通风专项方案
京能十堰热电联产项目2×350MW供热机组工程
铁路专用线工程施工(B标段)
茶店隧道通风专项施工方案
编制单位:中铁七局集团有限公司 编 制: 复 核: 审 批: 日 期:
目
录
一.编制依据.....................................................................................................2 二.工程概况.....................................................................................................2 三.风量及风压计算.........................................................................................2 四.施工通风.....................................................................................................5 五.通风机安装要求.........................................................................................6 六.施工通风管理.............................................................................................7 七.通风对施工的要求.....................................................................................8 八.有害气体检测.............................................................................................8 九.防尘措施...................................................................................................10 十.施工通风安全技术措施...........................................................................11
一.编制依据
(1)茶店隧道施工设计文件、图纸等相关文件;
(2)我方拥有的科学技术成果、机械设备装备情况、施工技术与管理水平以及多年来在铁路工程实践中积累的施工、科研及管理经验;
(3)《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008);(4)《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009);(5)《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB10120-2002)。二.工程概况
茶店隧道位于十堰市张湾区茶店村,单线隧道,隧道内线路纵坡为10‰和4.9‰的单面上坡,隧道局部位于半径R=800m的右偏曲线上,隧道进口里程DK4+547,出口里程DK7+915,全长3368m。在靠近电厂站一侧设置一座斜井,斜井与正洞相交于DK6+750处,交角约47度,斜井采用单车道无轨运输,最大坡度8%,中间设缓坡段,缓坡段长度30m,坡度2%,缓坡段采用双车道断面。
隧道施工分进口工区、出口工区和斜井工区3个工区,进口工区承担正洞施工长度1133m,出口工区承担正洞施工长度1169m,斜井工区承担斜井全长327.92m及正洞施工长度1070m。三.风量及风压计算
1、风量计算
从四个方面考虑,具体为洞内允许最低风速计算得Q1;按洞内最多工作人员数计算得Q2;按排除爆破炮烟计算得Q3;按稀释运输车辆运行时产生的废气稀释风量计算得Q4。通过计算,取最大值。
①按洞内最低风速计算风量(每个工作面):
最小风速取0.15m/s,隧道断面A=50m2; Q1=60vA=60×0.15×50=450m3/min ②按洞内同时工作的最多人数计算供风量(每个工作面)Q1=q人mk(m3/min)式中:
q人—每人每min呼吸所需空气量q=4m3/min; m—同时工作人数,正洞取m=80人; k—风量备用系数,取k=1.15; 由此得Q1=1.15×80×4=368m3/min。③按稀释爆破炮烟计算风量:
Q37.8/t3AS2L2
式中:
A—同一时间爆破耗药量,取302.05kg; S—隧道的断面积,S=50m2;
L—工作面至炮烟稀释到运行浓度的距离,即临界长度取100m。t—通风时间,取30分钟;
Q37.8/t3AS2L2=510 m/min
3④按稀释汽车废气计算风量: Q4= q机P(m3/min)
q机-每台内燃机械每min所需空气量,按《铁路隧道钻爆法施工技术要点手册》,取q=3m3/min.KW P-洞内施工的内燃机械总功率,考虑洞内有1台侧倾ZLC50装载机
(计算功率145KW)和2台自卸车(一台满载99KW,一台空车79KW)同时在洞内,每个洞口的主要内燃机械的总功率为:323kW Q4=3×323=969m3/min 施工需风量: Q=Qmax(Q1,Q2,Q3,Q4)Qmax(450,368,510,969)=969m3/min。风机风量:
根据洞内最大需风量、通风长度和百米漏风率,应用公式 Qm=Q计/(1-βL/100)(m3/min),β取0.012,计算求得无轨运输所配风机的风量。
Qm=969/(1-0.012×1398/100)=1164m3/min
2、风压计算
h阻=h动+h局+h沿
其中h动取50Pa,h局一般按分段沿程压力损失的10%估算;沿程压力损失h=aPLQ2g/s3
式中:a--风道摩擦阻力系数,取3×10-4kg·s2/m2 L--风道长度(m)(L=1398m)Q--风机风量(m3/s)(Q=19.4m3/s)S--管道截面积(m2)(S=1.13m2)P--管道内周长(m)(P=3.77m)g--重力加速度,取9.8m/s2
h沿=3×10-4×3.77×1398×19.42×9.8/1.133=4041Pa
h总=50+4041×0.1+4041=4495.1Pa 四.施工通风
隧道通风就是将钻孔、爆破和出碴产生的有毒有害气体、出碴设备排出的尾气、油烟和粉尘在较短时间内排出洞外,并将新鲜空气输送到施工作业面,隧道通风是保证隧道施工安全和提高工效的一项重要措施。
1、通风系统设备配置
依据风量及风压计算,每个洞口选用1台变级多速压入式轴流风机供风,风机型号SDF(C)-No12.5,功率为2×110KW,全压5355pa,即能满足隧道施工通风要求。
采用直径φ1200PVC高强、柔性风管,悬挂于边墙上进入。
2、通风系统布置
隧道通风分两阶段进行,第一阶段为斜井开挖未进入正洞前通风,第二阶段为斜井开挖进入正洞后通风。在第二阶段,斜井工区在交叉口处增加一台28KW射流通风机,确保斜井工区的通风效果。
具体通风两阶段通风平面布置图见下图。
当隧道开挖掌子面掘进200米时,要在洞口安装通风机对隧道进行通风。通风机进风口距离洞口不小于30m,出风口距离掌子面不小于45m。
隧道斜井轴流风机轴流风机轴流风机隧道进口隧道出口隧道第一阶段通风布置示意图轴流风机隧道斜井轴流风机射流风机轴流风机隧道进口隧道出口隧道第二阶段通风布置示意图
五.通风机安装要求
通风机、通风管的安装与使用需符合下列要求:
1、通风机控制系统应安装有保险装置,当发生故障时应自动停机。
2、通风管沿线每隔50-100m设立警示标志,人员严禁在风管进出口前停留。
3、通风机安装台架应稳定牢固,经验收合格后方可使用。
4、隧道施工应有备用通风机和备用电源,保证应急通风的需要。
六.施工通风管理
1、施工通风管理水平的高低是影响通风质量的关键因素之一。以往不少隧道施工通风不好,除了通风系统布局不合理、风机风管不匹配等技术原因外,主要问题是通风管理不善,管道通风阻力大,开挖工作面得不到足够的新鲜风流,沿途污浊空气不能及时排出洞外。
2、以“合理布局,优化匹配,防漏降阻,严格管理、确保效果”二十字方针,作为施工通风管理的指导原则,强化通风管理。
3、建立以岗位责任制和奖惩制为核心的通风管理制度和组建专业通风班组,通风班组全面负责风机、风管的安装、管理、检查和维修,严格按照通风管理规程及操作细则组织实施。项目部定期根据通风质量给通风班组兑现奖惩办法。
4、防漏降阻措施:
(1)以长代短:风管节长由以往的20-30m加长至50-100m,减少接头数量,即减少漏风量。以大代小:在净空允许的条件下,尽量采用大直径风管。
(2)截弯取直:风管安装前,先按5m间距埋设吊挂锚杆,并在干上标出吊线位置,再将φ8mm盘条吊挂线拉直拉紧并焊固在锚杆上,而后在吊挂线挂风管。这样可使风管安装到达平、直、稳、紧,不弯曲、无褶皱,减少通风阻力。加强风管的检查维修,发现破损及时粘补。
5、风机必须配有专门司机负责操作,并作好运转记录,上岗前必须进行专业培训,培训合格后方可上岗。
6、电工必须定期检修风机,及时发现和解决故障,保证风机正常运
转。
7、风管过模板台车位置采用薄铁皮焊成130cm圆管,置于模板台车门架支撑中间,同时采用角钢固定圆管,使风管穿过圆管。七.通风对施工的要求
1、为了保证风机能够正常启动和运转,必须为风机提供合适的供电设备。
2、加强日常通风检测,保证足够的风量和风压,并且要爱护通风管路,避免对通风管路的破坏,降低漏风率。
3、要求通风管每节长度20m,根据开挖面衔接风管长度的需要可以配置少量10m/节的风管。
4、洞口风机需要安设在距离洞口30m以外的上风向,避免发生污风循环。风管出风口距开挖工作面的距离不超过45m。
5、由于采用无轨运输,运输车辆的尾气排放口应安设净化装置,并不允许汽油式机械进洞以降低对隧道内施工环境的污染程度。
6、行人和运输车辆必须按照设计线路行走。八.有害气体检测
茶店隧道设计为无瓦斯隧道,为预防有害气体突出,避免灾害性事故发生,加强对有害气体的监测,用监测信息指导隧道施工,同时对有害气体进行综合治理。
根据茶店隧道有害气体的实际情况,瓦斯(CH4)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)作为主要监测对象,而把一些含量低、浓度小的有害气体作为辅助监控对象。
1、仪器的选择
根据茶店隧道实际情况和经济比较等,在确保监测准确的前提下,选用三合一气体检测仪及大量CO、CO2、H2S、SO2、NOn 等各剂量浓度有害气体检测试管。
2、人员配备
成立专业瓦检组,瓦检组由3人组成,所有瓦检人员均经过专业技术培训。3人分成3组24 小时值班,做到分工明确、责任明确,保证瓦检仪的精确度。专职瓦检员进行专业技术培训,取得资格证后方可上岗,所有进洞施工人员都要经过瓦斯知识培训,合格后方可进洞施工。
3、监测及数据整理分析(1)监测频率及位置
因本隧道为非瓦斯隧道,因此监测频率较瓦斯隧道少,在围岩变化时必须进行监测,同时每班监测不得少于一次,遇有突发气体时,每班可根据情况进行多次监测,检监时每一百米检测3个断面,每个断面测五个点:即拱顶、两侧拱腰处和两侧墙脚处,掌子面处应多测几点。重点监测的风流和场地包括:开挖面回风流、放炮地点附近20 m 以内的风流、局部坍方冒顶处、各种作业台车和机械附近20 m 处以及隧道顶部局部凹陷有害气体易于聚集处等;地质破碎带处应及时检查。
(2)监测数据整理分析
瓦检人员在洞内检测的同时,做好各种有害气体浓度变化的记录,并及时汇总分析,指导隧道安全施工,如遇特殊情况及时向值班负责人报告,以便采取紧急应对措施。
4、其它方法
利用有害气体的化学、物理特性,采取下列措施,也可降低有害气体浓度:
(1)对H2S 气体,可向煤体或岩体压送石灰水及化学浆液。(2)水幕降尘,把水雾化成微细水滴射到空气中,使之与空气中的粉尘碰撞,则尘粒附于水滴上,被润湿的尘粒凝聚成大颗粒,从而加快其降落速度,达到防尘防有害气体的目的。
5、管理措施
(1)瓦检仪器专人保管、充电,应随时保证测试的准确性。按各种仪器说明书要求,定期送地市级以上质量技术鉴定机构进行鉴定,日常每3 天校正一次,对需要大修的仪器应送国家认定机构进行修复。
(2)重点区域及部位坚持“一炮三检制”,即装药前、爆破前、爆破后,均应进行检测。
(3)每个检测点应设置明显的记录牌,每次检测应及时填写在瓦斯记录本上,并定期逐级上报。九.防尘措施
隧道施工防尘采取综合治理的方案。
为控制粉尘的产生,钻眼作业必须采用湿式凿岩。凿岩机在钻眼时,必须先送水后送风;利用通风降尘是不经济的,因此在优化通风方案的基础上采取一些有力的辅助性措施是十分必要的。装砟前,进行喷雾、洒水;在距离掌子面30m外边墙两侧各放一台水幕降尘器,爆破前10min打开阀门,放炮30min后关闭,可有效降尘。
十.施工通风安全技术措施
1、风机安装
⑴风机支架应稳固结实,避免运行中振动,风机出口处设臵加强型柔性管与风管连接,风机与柔性管结合处应多道绑扎,减少漏风。
⑵通风机前后5m范围内不得堆放杂物,通风机进气口应设臵铁箅,并应装有保险装臵。
⑶当巷道内的风速小于通风要求最小风速时,可布设射流风机来卷吸升压,提高风速。
⑷洞内风机的移动,采用小平板车移动,移动前,提前做好风机支座或支架。射流风机应逐个移动,以保证洞内不间断的空气循环。
⑸通风机应有适当的备用数量。
2、风管安装
⑴风管必须有出厂合格证,使用前进行外观检查,保证无损坏,粘接缝牢固平顺,接头完好严密。通风管应优先采用高强、抗静电、阻燃的软质风管。
⑵风管挂设应做到平、直,无扭曲和褶皱。在正洞作业时,衬砌地段根据衬砌模板缝每5m标出螺栓位置,未衬砌地段,先由测量工在边墙上标出水平位置,然后用电钻打眼,安置膨胀螺栓。布8号镀锌铁丝,用紧线器张紧。风管吊挂在拉线下。为避免铁丝受冲击波振动、洞内潮湿空气腐蚀等原因造成断裂,每10m增设1个尼龙绳挂圈。
⑶通风管破损时,应及时修补或更换。当采用软风管时,靠近风机部分,应采用加强型风管。通风管的节长尽量加大,以减少接头数量,接头应严密,每100m平均漏风率不宜大于1%。弯管平面轴线的弯曲半径不得小于通风管直径的3倍。
(4)风管最前端距掌子面5m,并且前55m采用可折叠风管,以便放炮时将此55m迅速缩至炮烟抛掷区以外。
3、通风系统日常管理和维护措施
⑴通风机应有专人值守,按规程要求操作风机,如实填写各种记录。⑵通风机使用前应卸去废油,换注新油,以后每半月加注一次。
⑶风机应尽量减少停机次数,发挥风机连续运转性能。需停机或开启时,根据洞内调度通知进行。为减少风机启动时的气锤效应对风管的冲击破坏,应采用分级启动,分级间隔时间为3min。
⑷开启轴流风机前,射流风机必须开启运转,以控制风流方向,防止污浊空气形成小循环。
⑸综合保障班组中应设专职风管维修工。每班必须对全部风管进行检查,发现破损等情况及时处理。对于轻微破损的管节,采用快干胶水粘补:先将破损部位清洁打毛后,再行粘补;破损口小于15cm时,直接粘补;破损口大于15cm时,先将破口缝合后再行粘补,粘补面积应大于破损面积的30%。粘补后10min内不能送风。对于严重破损的管节,必须及时更换。
⑹因洞内渗水和温度变化的影响,风管内会积水,故应定期排水,以减少风管承重和阻力。
第四篇:长大隧道最佳通风方案
长大隧道最佳通风方案
中铁隧道集团一处
周正华
随着我国经济建设的发展和西部大开发力度的进一步加大,各项相关的基础设施建设与此同时得到了迅猛发展;而在各项基础设施建设中,作为公路建设和铁路建设很重要的一部分的隧道施工作业中,长大隧道的通风问题作为施工作业中很重要的一部分,通风效果的好坏直接会影响到整个隧道施工的空气质量,进而影响到各个作业面施工人员的人体健康,而通风方案的选择是影响通风效果好环的直接决定因素,在对具体通风方案的选择上,技术上存在的问题是长期以来需要攻克的的重点和难点,在长期的现场工作中经过对实际运用中的各种方案的比较和技术上的论证,我认为采用以下方案可以使通风效果达到最好,现将我的论证依据归纳如下:
一、存在的问题
从目前来看,现在大多数山岭隧道施工主要是采用新奥法进行施工,其主要特点是根据隧道围岩的变化,及时调整隧道施工工艺的一种动态施工管理方法,它主要是通过加强隧道开挖支护,使围岩稳定几乎不再变化后,才进行砼衬砌施工(除在Ⅰ、Ⅱ类围岩施工中,衬砌砼是要作为受力载体而进行砼施工外),根据这种施工工艺方法,在长大隧道施工中若没有一个好的隧道通风方案,必将存在着极大的施工质量隐患和安全隐患,处理不好的话很容易造成安全质量事故,同时还会加大动力机械设备的耗油量,造成内燃机机械燃烧不充分,产生大量有毒的一氧化碳气体,加大机械设备的磨损,降低机械设备的使用寿命。
这是因为若没有解决好长大隧道通风问题,必然导致在隧道施工中隧道中的空气浑浊,尤其是隧道开挖掌子面空气浑浊,光线不够明亮,造成隧道开挖施工中开挖工人和工程技术人员无法准确掌握隧道掌子面围岩的变化情况;一方面使我们的工程技术人员无法根据隧道围岩变化而及时调整隧道开挖支护工艺,而导致隧道塌方质量事故;另外一方面使我们的开挖工人在开挖施工中无法看清隧道顶部围岩的松动情况,而导致隧道顶部岩石下落伤人的安全事故。
同时由于隧道中的空气浑浊,使我们的隧道监测人员无法对已开挖支护成型的隧道进行准确的量测,进而使我们无法掌握隧道已开挖成型部分的围岩变化情况----甚至隧道可能已出现细微的裂缝,我们却没有掌握隧道业已变化的实际情况,造成没有对出现裂缝段的隧道进行加强支护,导致隧道坍塌和人员伤亡的安全质量事故。
另外如果隧道中的通风不够良好,空气浑浊;将会导致我们在隧道施工当中不得不进行长时间的通风,从而浪费大量的电力能源,使工程施工成本进一步加大;以单个隧道施工为例:起动一台110KW通风机,每小时耗电量为110KW,以一台通风机每天比最佳通风方案至少多工作8时计算,一台通风机每天电力要多消耗880KW,按每度电0.5元计算,则每天要增加440元,每月消耗则至少增加13200.00元,则一年消耗要多增加16万元左右,尤其在当今全国性电力普遍缺乏的情况下,电力供应紧张与工程施工之间的需求矛盾进一步加大,又制约了工程施工进度,同时由于隧道通风效果不够理想,造成工程施工的人员工作效率降低,机械设备的磨损加大,机械设备的利用率降低,进一步加大工程施工成本。
二、长大隧道通风问题的解决办法
根据流体力学原理以及热力学原理和我们的实践经验相结合来谈谈我对长大隧道的通风方案观点以供大家参考: 根据隧道施工的实际情况,我们可将隧道通风的过程看成是一个绝热的过程,空气在隧道中的流动是一种稳定流动----也就是说流道(隧道)中任何位臵上流体速度及其它状态参数都不随时间而变化,且流入与流出系统的质量是相等的;其方程式可表示为:
ΣEī=U1+p1V1+m1c12/2+m1gz1+Q,ΣEē=U2+p2V2+m2C22/2+m2gz2+Wsh
其中p1V1、p2V2----流体流入、流出系统的流动功,M1c12/
2、m2C22/2-----流体流入、流出系统的动能,M1gz1、m2gz2-------流体流入、流出系统的位能,Wsh------传出系统的轴功;
在隧道通风中我们可近似的将流体看成一个绝热的过程,所以m1gz1、m2gz2看成相等;根据热力学第一定律----系统中能量即不能增加也不能减少,只能以各种形式的能量进行转移和转换,故得出以下结论:U1+p1V1+m1c12/2+m1gz1+Q= U2+p2V2+m2C22/2+m2gz2+Wsh 22也就是p1V1+m1c1/2= p2V2+m2C2/2,V=CS, 其中 C为流体的速度,S为流体通过的隧C道撑子面c图1横截面积;根据动量守恒定律,我们可以近似的将隧道撑子面看成为一个等压、等温绝热的过程----即P1=P2,22故PC1S1+m1c1/2= p C2S2+m2C2/2 ;且C1、C2方向相反,如图1所示:
根据以上所诉,下面就长大隧道的通风问题谈谈我的看法:
1、单线长大隧道通风方案
根据单线长大隧道的施工特点,为了不影响其他工序的施工达到最佳通风效果,我们将采用两台或两台以上的对旋式轴流风机进行通风;具体布局如下:1)在隧道洞口安装一台对旋式轴流风机直接对隧道撑子面进行压入新鲜空气,同时在模板衬砌台车前(靠近撑子面端)安装一台对旋式轴流风机将隧道撑子面的放炮后的有毒空气以及喷浆时产生的有毒空气吸出隧道作业面;这样可以避免许多隧道施工在模板衬砌台车段很难排出有毒气体的缺陷,达到加快隧道内空气流动,使隧道中的有毒气体迅速排出隧道的目的。详情见下图2
形成涡流模板为衬砌台车处 图 2 在以往的单线长大隧道通风效果不好的主要原因是隧道模板衬砌台车处的通风问题不好解决,这是因为在模板衬砌台车段,模板衬砌台车就类似一块档板,大大减小了风量通过隧道的有效面积,如上图所示:根据动量守恒定律:M1C1=M2C2+M3C3;以及热力学原理,隧道内的有毒气体在模板衬砌台车处(靠隧道撑子面一端)很易形成涡流,进而造成有毒气体,排不出去,为了解决这一难题,我们在衬砌台车前约10M处,安装一台对旋式轴流通风机,将模板衬砌台车处有毒气体反吸出隧道,整条隧道的主要通风方式如下图3所示:
新鲜空气轴流通风机隧道开挖面有害气体轴流通风机图3
2、双线长大隧道通风方案
依据隧道设计和施工的实际情况,例如隧道何处设有紧急停车带,何处设有紧急通车道等,结合现有的实践经验,我们对隧道通风方案做了如下布局:
两台射流 通风机123隧道1两台轴流通风机横 冲 道11横 冲 道223隧道2隧道开挖撑子面双线长大隧道通风方案如上图4所示,在隧道1洞口处安装两台射流通风机将洞外新鲜空气压入隧道中,若隧道开挖时,将两台对旋式轴流通风机安装在靠近开挖掌子面最近的一个横冲通之间的所有横冲通
1、横冲通
2、……横冲通n均进行封闭处理,不让空气相互流动,这样整条隧道通风就近似为下图5所示:
引风机两台射流 通风机隧道1两台轴流通风机图4隧道开挖撑子 模板隧道2衬砌台车处面
图5 若隧道过长,则在两台射流通风机及两台对旋式轴流通风机间安装一台引风机,以增加通风效果,具体的空气流动可分解为隧道撑子面一段,另外可分解为横冲通一段,隧道撑子面一段在前文已有叙述,此处就不在重复,而隧道横冲道一段空气流动具体方式如下图6:
隧道1隧道2开挖撑子面
图6
根据动量守恒定律:m1v1+m2v2=m3v3,m3v3+m4v4=m5v5
而依据能量守恒定律:1/2m1v12+1/2m2v22=1/2m3v32,1/2m3v32+1/2m4v42=1/2m5v52 即m1v12+m2v22=m3v32,m3v32+m4v42=m5v52 所以此种通风方式的最终结果为两条隧道开挖撑子面到离撑子面最近一条横冲道段的空气都得到净化,其中一条隧道如上所述的隧道1,其空气一直保持新鲜干净,而另外一条隧道如上所述的隧道2,其空气一直较差,在长大隧道施工中,引风机的位臵应当常移动(往撑子面前移动),为了加大空气的流动,提高空气的质量,我们可以在隧道2衬砌台车,靠撑子面一端前约为10m处(类似单线长大隧道施工一样)安装一台对旋式轴流通风机,加大空气流动,将有毒气体迅速排出隧道2。
通过对以上方案各方面分析认证以及现场投入使用的效果来看,采用以上方案可以大大提高隧道中空气的清洁度和隧道的通风效果,达到将长大隧道中有毒气体和混浊空气迅速排出洞外的目的,是目前长大隧道施工作业中的一种最佳通风方案。
参考文献:
1、机械工业出版社出版的《气压传动及控制》
2、机械工业出版社出版的《机械工程师手册》
联系地址:浙江省慈溪市掌起镇长溪村中铁隧道集团一处二公司
邮编:315313
第五篇:低瓦斯隧道通风专项方案
新建安顺至六盘水铁路ALTJ-1标
低瓦斯隧道通风专项方案
目 录 编制说明....................................................1
1.1 编制依据........................................................1
1.2 编制原则........................................................1 1.3 编制范围........................................................2 3 4 工程概况...................................................2
2.1 工程简介........................................................2
总体施工方案...............................................3 瓦斯通风方案...............................................3
4.1 通风量计算及设备选型............................................4 4.1.1 按洞内最低允许风速计算.....................................4 4.1.2 按洞内同一时间最多人数计算.................................4 4.1.3 按稀释爆破烟风量计算.......................................4 4.1.4 按稀释内燃机废气风量计算...................................4 4.1.5 最大需风量计算.............................................4 4.2 风机及风管配置选型..............................................5 4.3 压入式通风系统总体布局..........................................5 4.4 通风的连续性....................................................6 6 通风管理...................................................6 施工防尘措施...............................................7
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低瓦斯隧道通风专项方案 编制说明
1.1 编制依据
1.《铁路运输安全保护条例》(国务院第430 号令)2.《高速铁路隧道工程施工技术规程》Q/CR9604-2015 3.《铁路瓦斯隧道技术规范》TB10120-2002的有关规定 4.《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》铁建设[2007]200号 5.《高速铁路工程测量规范》TB10601-2009 6.《铁路隧道工程施工安全技术规程》TB10304-2009 7.《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010 8.《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753-2010 9.《煤矿安全规程》(2011年修订,2011年3月1日实施)10.《爆破安全规程》(GB6722-2014,最新电子版2015年7月1日实施)
11.《防治煤与瓦斯突出规定》(2009)12.《矿井通风安全装备标准》(MT/T5016-96)13.《中华人民共和国环境保护法》(1998.12.26);
14.《防治煤与瓦斯突出规定》国家安全生产监督管理总局令(2009)第19号
15.新建安六铁路抵署、底磨隧道施工设计图纸。
1.2 编制原则
(1)坚持“安全第一,预防为主,综合治理”的安全生产方针和“管理、装备、培训并重”的原则;
(2)从煤与瓦斯突出危险源的形成要素(煤体富含瓦斯、煤体结构强度低、地应力集中等)入手,主动采取降低煤层瓦斯含量和煤层瓦斯压力、提高煤体结构强度、避免地应力集中的综合措施,构建隧道揭煤工作面安全屏障,防治煤与瓦斯突出;
(3)严格执行两个“四位一体”的综合防突措施,即区域综合防突措
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施(区域突出危险性预测、区域防突措施、区域措施效果检验、区域验证)和局部综合防突措施(工作面突出危险性预测、工作面防突措施、工作面措施效果检验、安全防护措施)。
(4)对隧道过煤系地层施工所可能遇到的含水层、断层和采空区提前进行探放水,查明水文地质及涌水源,据此经技术经济比较采取注浆堵水、疏放等措施。
(5)严格通风管理,加强瓦斯监测监控,对隧道进行全面的安全监测监控,确保施工安全。
(6)对各无轨运输设备采取防爆处理,满足施工要求。
1.3 编制范围
抵署、底磨隧道施工通风。工程概况
2.1 工程简介
抵署隧道位于安顺市普定县化处镇与六盘水市六枝特区大用镇交界处,本隧道为双线隧道,左右线线间距为4.6m,设计最高时速250km/h。全隧除DK27+197~DK27+657.357段位于半径R=4500m的右偏曲线上,其余均位于直线上。进口里程DK27+197,出口里程DK27+915.全长718m,内轨顶面高程为1293.317~1308.036m。隧道进、出口均接路基,最大埋深约100m。洞身DK27+197~DK27+640穿越可溶岩地层段,岩溶中等~强烈发肓,尤其隧道进口右侧130m有大型溶蚀洼地、落水洞、暗河天窗等地表现象;出口DK27+640~DK27+915段穿越含煤层,为低瓦斯地段,据调查有小煤窑采空区。
底磨隧道位于安顺市普定县化处镇与六盘水市六枝特区大用镇交界处,本隧道为双线隧道,左右线线间距为4.6m,设计最高时速250km/h。全隧除DK29+100.413~出口DK29+190段位于半径R=4500m的左偏曲线上,其余均位于直线上。进口里程DK28+559,出口里程DK29+190.全长631m,内轨顶面高程为1318.580~1327.414m。隧道进口接桥台,出口接路基,最
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大埋深约71m。洞身线路前进方向左侧临近既有株六复线苏家隧道,最小间距约为50m。本隧穿越含煤层,据调查有小煤窑开采,据高密度电法物揭示有10段存在低阻异常,低阻异常形态呈圈状,具有与小煤窑采空巷道多次相交特征。总体施工方案
本线隧道施工均按新奥法组织施工,采用钻爆法开挖。钻爆作业采用湿式钻孔,采用水压(水泡泥)爆破技术。隧道开挖具体施工工法: V级围岩段采用三台阶法开挖,下穿既有铁路、公路段采用CRD法,IV级围岩采用台阶加临时横撑法,III级围岩采用台阶法施工。隧道出碴采用15T以上自卸汽车运输,大型装载机装碴挖掘机配合;锚喷支护采用TK500湿喷机、人工钻眼安装锚杆,防水板用多功能台架挂设;衬砌使用12m长模板衬砌台车,超前地质预报和监控量测纳入施工工序。
隧道施工遵循“先预报,短进尺,强支护,早封闭,勤量测”的方针,衬砌紧跟,将超前地质预报和监控量测纳入施工工序,安全稳妥地组织施工。
对于软弱围岩和存在涌水突泥的情况等易坍塌段,认真做好地质超前预报工作,实施“管超前,短进尺,强支护,早封闭,早成环”,在必要时根据监控量测信息及时施工全断面模注衬砌,以策安全。
隧道复合式衬砌按锚喷构造法施工要求进行监控量测设计、布点和监测,及时分析处理量测数据,并将结果及时反馈,用以指导施工和修正设计。瓦斯通风方案
瓦斯隧道施工通风尤为重要。确定掌子面需风量,满足洞内最小风速、洞内工作人员呼吸、稀释炮烟、排放瓦斯所需空气量、取最大值为压入式通风系统出风口的风量。
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4.1 通风量计算及设备选型
4.1.1 按洞内最低允许风速计算
对低瓦斯隧道最低风速取0.25m/s设计,为防止瓦斯积聚,对塌腔、模板台车、加宽段、综合洞室等处增加局扇进行解决,对于一般段落采用射流风机卷吸升压以提高风速,从而解决回风流瓦斯的层流问题。
Q1=V×60×S=0.25×60×88.8=1332m3/min V—洞内最小风速0.25m/s;
S—正洞开挖断面面积为148㎡,上台阶去60%,S取88.8㎡。4.1.2 按洞内同一时间最多人数计算
Q2人员=4KM=4×70×1.2=336m3/min 式中 4—每人每分钟应供的新鲜空气标准(m3/min); K—风量备用系数,取1.1-1.25,取1.2; M—同一时间洞内工作最多人数,取70人。4.1.3 按稀释爆破烟风量计算
Q3=5Ab/t=584.7m3/min;
A—同时爆破的炸药用量,取87.7kg;
b—爆炸时有害气体生成量,岩层中爆破取40L; t—通风时间取30min。4.1.4 按稀释内燃机废气风量计算
按洞内机械车辆最多为5台,每台每分产生废气40m³计算: Q4=5*40=200(m3/min)4.1.5 最大需风量计算
取以上计算风量的最大值1332m3/min,风管采用阻燃、抗静电软风管,直径1.5m,百米损耗率p100=1%,p按1200m计算。
风机风量为Qm=PQ=1.128×1332=1502.5m3/min
1(1p100)L1001.128,最大施工长度
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4.2 风机及风管配置选型
2台(2×75KW)型轴流风机通过2道管路供风,每台产风量为1700~1200m3/min,1台可满足隧道需求风1502.5m3/min要求,为了保险起见,我工区采用2×110KW轴流式风机两台,一台常用,一台备用。
掌子面及局部瓦斯易聚集区设置16KW局扇进行排风。
4.3 压入式通风系统总体布局
通风机设在洞外距洞口30m处,风管最前端距掌子面5m,并且前55m采用可折叠风管,以便放炮时将此55m迅速缩至炮烟抛掷区以外。
洞内管线布置图
压入式通风平面平面布置图
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4.4 通风的连续性
(1)根据《铁路瓦斯隧道技术规范》7.2.9瓦斯隧道施工期间,应实施连续通风。因检修、停电等原因停风时,必须撤出人员,切断电源。
(2)掌子面至模板台车地段设置移动式局扇(将轴流风机安装在平板车上)配合软风管供风,以增加瓦斯易聚集地段的风速,防止瓦斯聚集。
(3)在掌子面至模板台车地段的死角、塌腔等部位用高压风将瓦斯引出。具体方案为根据瓦斯检测结果对其吹入高压风,将其聚集的瓦斯吹出,使之与回风混合后排出。通风管理
(1)成立专人的通风安装、使用、维修、维护的通风班组,每天进行巡检。保证管路顺直,无死弯、漏洞,其开机人员每天按班组对风机运行进行记录登记。
(2)通风机必须设置两路电源并装设风电闭锁装置。停电后,须在10分钟内启动备用电源,实行24小时不间断通风。
备用电源采用柴油发电机,燃油必须配备1天以上的使用量。加强日常发电机的维修保养,确保随时能正常使用。
(3)通风系统安装后,首先,由项目部组织人员对通风设施进行验收,确认通风效果是否与设计相符。其次,项目部组织相关人员每周对通风进行定期检查。
(4)钻眼、喷锚、出碴运输、安装格栅钢架、掌子面塌方、塌方处理、瓦斯浓度大于或者等于0.5%时,风机要高速运转,加强检测确保洞内任一处瓦斯浓度降至0.5%以下才能施工。
(5)风机的停运,关开、变速由监控中心专人负责调度指挥,并且做好相应的记录并签认后备查,其他任何人不准擅自停机。当移动模板台车时,风机采取低档位供风,以保证供风的连续性。
严格执行停风报批制度:
因通风系统检修及其他原因需要主要通风机停止运转,必须提前提出
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申请,逐级上报,根据停风时间长短由施工单位和监理单位审批后方可实施。
①停风时间在30分钟以内的,由作业队报项目分部总工审核同意后,再报副总监(或分站长)审核批准后方可停风;
②停风时间超过30分钟的,由作业队报项目部总工审核同意后,再报总监(或副总监)审核批准后方可停风
(6)停风后的处理要求:
①立即停工、断电、撤离洞内所有作业人员。
②启用备用电源或备用风机,在10分钟内恢复洞内通风。
③长时间未能恢复通风,如停风区中瓦斯浓度不超过1%时,并在通风机及其开关地点附近20米以内风流中的瓦斯浓度均不超过0.75%时,方可人工开动通风机;如停风区中瓦斯浓度超过1%但不超过3%时,经采取安全措施后,控制风流排放瓦斯后恢复正常通风;如停风区中瓦斯浓度超过3%时,必须及时制定安全排放瓦斯措施,经审核批准后,控制风流排放瓦斯后恢复正常通风。
(7)通风设施安装完正常运转后,每10天进行1次全面测风,对掌子面和其他用风地点,根据实际需要随时测风,每次测风结果做好记录并写在测风地点的记录牌上。若风速不能满足规范要求,采用适当的措施,进行风量调节。
(8)每10天在风管进风、出风口测一次风速及风压,并计算漏风率,如漏风率大于1%,分析查找原因,尽快改正,确保送至掌子面的风量与设计相符。施工防尘措施
隧道内采用综合防尘措施,每月检测一次洞内各工序作业面的粉尘浓度和空气中有害气体含量。
钻眼作业采用湿式凿岩,严禁采用干式凿岩,喷砼采用湿喷工艺,内燃机安设尾气净化装置。
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凿岩机钻眼时必须先送水后送风。放炮后必须进行喷雾、洒水。出碴前宜用水淋湿全部石碴和附近的岩壁。所有作业人员佩戴防尘口罩。