高原地區(qū)水電站引水隧洞施工通風(fēng)設(shè)計

高原地區(qū)水電站引水隧洞施工通風(fēng)設(shè)計摘要:對西藏**電站引水隧洞施工通風(fēng)量進(jìn)行了計算、分析和布置，得出了高原地區(qū)水電站引水隧洞施工通風(fēng)的一些共性特點。關(guān)鍵詞:高原地區(qū)；引水隧洞；施工通風(fēng)量計算；施工通風(fēng)布置1、前言隨著水電建設(shè)高峰來臨，各地出現(xiàn)了一大批引水式電站，引水式電站施工有許多共同點，引水式電站引水隧洞大多很長，從5km～15km，其施工總工期往往由引水隧洞控制，大量工程實踐說明，長引水隧洞獨頭掘進(jìn)長度基本在1km～1.5km之間，施工通風(fēng)一般采用風(fēng)管式通風(fēng)（無平行坑道作通風(fēng)通道），風(fēng)管式通風(fēng)分為壓入式、抽出式和混合式，由于引水隧洞往往具有縱坡小，斷面不大等特點，而且高原地區(qū)洞內(nèi)空氣稀薄，應(yīng)盡量避免柴油機械進(jìn)洞，上述因素決定了高原地區(qū)引水隧洞施工采用有軌運輸是快速施工的有效和合理的方案，而混合式通風(fēng)的特點決定了其適合于有軌運輸。**電站廠位于西藏自治區(qū)藏中地區(qū)，其引水隧洞全長5345.95m，為圓形斷面，內(nèi)徑5.2m，進(jìn)水口底板高程4425m，隧洞末端底板高程4340.00m，隧洞縱坡為1.59446%。根據(jù)地形地質(zhì)條件，引水隧洞施工布置了3條施工支洞，其中1＃、2＃支洞間主洞長度為2169.90m，為引水隧洞施工的控制段，獨頭掘進(jìn)最大長度1177m。設(shè)計采用風(fēng)鉆鉆孔全斷面開挖，有軌運輸出渣，通風(fēng)方案采用混合式通風(fēng)。本工程地處海拔4300m以上，其需風(fēng)量計算須做較大修正，而從出渣方式、掘進(jìn)長度及通風(fēng)方式等方面綜合考慮，其施工通風(fēng)設(shè)計具有一定的典型性，故本文以期通過本工程引水隧洞施工通風(fēng)設(shè)計，得出一些高原水電站引水隧洞施工通風(fēng)的共同結(jié)論。2、通風(fēng)量計算2.1基本數(shù)據(jù)全斷面鉆孔爆破，設(shè)計最大開挖斷面S＝32.17m2，循環(huán)進(jìn)尺△L＝2.5m，炸藥單耗量查定額得1.45kg/m3。一次爆破炸藥總用量Q＝1.45×△L×S＝116.62kg。爆破炸藥折合成CO體積B，一般采用40L/kg。2.2計算過程根據(jù)《水工建筑物地下開挖工程施工技術(shù)規(guī)范》（以下簡稱規(guī)范），地下建筑物開挖時需風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)多方面要求分別計算并取最大值，即：Qr=max(Qr1,Qr2,Qr3,Qr4)式中：Qr1—滿足供給洞內(nèi)同時工作最大人數(shù)新鮮空氣所需風(fēng)量；Qr2—滿足供洞內(nèi)最小風(fēng)速所需風(fēng)量（即排塵風(fēng)量）；Qr3—一次爆破后20min內(nèi)將工作面有害氣體排出或沖淡至容許濃度所需風(fēng)量；Qr4—排除洞內(nèi)柴油機械有害氣體排出所需風(fēng)量；由于本工程采用有軌運輸，進(jìn)洞柴油機械較少，故計算時可忽略Qr4，僅比較Qr1～Qr3。（1）按同時工作最大人數(shù)計算Qr1=Qpmk該式閱中夢Q爭p煉為洞內(nèi)單焦人所需新去鮮空氣，驗取祖3m溫3策/mi葡n削，云m非為同時工踢作最大人榆數(shù)，請取所8鳳0事人主，剪k天為風(fēng)量備季用系數(shù)，根取希1.1唱5模，辰經(jīng)計算喉，傭Q賣r1討=276雁m門3息/mi預(yù)n坐，彈規(guī)范同時憑規(guī)定，當(dāng)布洞井海拔描高程匆在披1000盡m引以上時，某施工人員涼需風(fēng)量應(yīng)勵乘以高程掉修正系撓數(shù)盯1.制3污～退1.武5敢，考慮到冷本工程高郊海拔的特參點，高程唯修正系數(shù)姨取異1.吳5草，到故礎(chǔ)，巖Q宣r1調(diào)=414綿m山3騙/mi平n遞。協(xié)（肥2昂）按最小圾風(fēng)速計算駁Q叮r2齡=60苦v漫min意S咽式彎中蟲v鞏min幣為洞內(nèi)允渠許最小風(fēng)筐速，輛為碌0.15它m/捉s斧，嗓經(jīng)計算猴，亮Q惑r2忍=290殿m紀(jì)3婆/mi弱n杯，塔因排塵所脅需風(fēng)速不層隨高程改管變，故規(guī)以范規(guī)定最間小風(fēng)速需皮風(fēng)量不作直高程修正編。憑（未3覆）按爆破毯散煙計算麗本工程通談風(fēng)措施采詞用混合式腸，混合式鉤通風(fēng)的計懸算方法為爬先確定混痕合壓入式添的風(fēng)堡量寇Q襯r謀3擱壓盤，在此基追礎(chǔ)上乘一炭個耕1.兄2元～切1.2勒5乳的系數(shù)作籠為混合吸天出式的風(fēng)部量渴Q墊r還3保吸鍬，故爆破蔬散煙風(fēng)量妨計算以壓澡入式通風(fēng)潛計算為基業(yè)礎(chǔ)。游①干壓入式通賺風(fēng)計算乓壓入式爆劈破散煙需吵風(fēng)量的理夫論及計算必公式繁多蕩，以前采甜用靜態(tài)稀襯釋理論進(jìn)慘行估算，丟即機Q正r3很=5QB謎/讓t階此計算式傻僅考慮爆芬破藥量及導(dǎo)通風(fēng)時間具，而由于睡煙塵的排莫出過程不姓是單純的悉稀釋過程淋，爆破后昌稀釋的同氧時有大量穿高濃度煙奇塵被風(fēng)流伯卷走，導(dǎo)削致此公式保計算值往炎往偏大，離其計算理坡論基本已逐淘汰。查目前主流胃理論是煙停塵的排出困既有主風(fēng)傳流的運移羨作用，又管有風(fēng)流紊胖流的擴散抹作用，散刮煙是兩者構(gòu)的綜合過夸程，根據(jù)捎以上原理賤，國內(nèi)外病眾多科學(xué)奴家通過大梯量理論研仆究及實踐責(zé)證實推導(dǎo)孤出大量公蘿式，其中辦最具代表辯性同時在高我國交通質(zhì)、水電、有采礦等部卵門應(yīng)用也淚最多的是乓沃諾寧公間式、穆斯島鐵立公式擔(dān)及礦井通楚風(fēng)公式。澤(a)廢B.H覆.允沃諾寧利叢用流體動嗎力學(xué)理論線解決通風(fēng)芒過程的計臭算問題，渣使局部通暫風(fēng)排出炮猛煙的過程縮得到了理裳論上的解內(nèi)釋及論證勺，其公式居如下糖腳校峽（特2-靜1潑）竭式揮中殼L墳1嫁為炮煙拋川出帶長度聰，即壓風(fēng)消管口風(fēng)流隙能直接作斧用到炮煙寇上的最大動距離應(yīng)，宗L妥1哨＝俊1蔽5權(quán)＋贊Q/拾5品＝烘38.3熟m福，融(b)碑稅礦井通風(fēng)游手冊計算漸公式（俄細(xì)文版）：號膨已（憶2-閑2溉）選式中瓶為淋水系將數(shù)，嚷取拳0.服6駁。至L匯2燦為臨界長沖度，即從荒開挖面到紐稀釋炮煙昂到安全濃流度的距離餡，當(dāng)開挖哲長忽度凡L際≤身L濃2尿時，握采匯用聲L在，反之則組采脂用座L蘭2災(zāi)。臨界長杜度廣，式祖中好K淋為紊流擴教散系數(shù)，石與風(fēng)洞口袋距工作面準(zhǔn)長度及風(fēng)港洞直徑有綿關(guān)，迷取害0.6究7絲，故挽＝輝。怖p瞇為風(fēng)管漏憐風(fēng)系數(shù)，貨，斑為風(fēng)管平錘均漏風(fēng)率求，蘋取燃0.01泰3婦。捷(c)啄茄П撈.卻и花.簽?zāi)滤硅F立興在染色體痰水力模型拴試驗中算呢出了壓入楚式通風(fēng)計川算公式：集矛蔥襲湯（扁2-丸3永）傻（裁2-衫3惱）式中各援參數(shù)含義助與式盞（桿2-鑰2測）相同。凱通過分析蔑以上三式流可知，婚（然2-將1這）式通風(fēng)刪量為常數(shù)嗚，光（竊2-匙2鄭）式及拾（堵2-茫3銳）式在其壟他條件一宗定的情況濤下，將通跪風(fēng)量表達(dá)臣為漏風(fēng)系側(cè)數(shù)昨p頓的函數(shù)，哥而槳p難又是開挖熱深松度殼L坊的函數(shù)，即故隨著開勤挖深度增碎加，漏風(fēng)埋率是變化遣的，因此丑需風(fēng)量也完是變化的身，據(jù)以上話三式計算聚需風(fēng)量見證表雷1素及膨圖妨1躲：告不同公式壞需風(fēng)量計導(dǎo)算叮表費凳表唱1牛通風(fēng)長伙度科L們（爸m袋）縮漏風(fēng)系絮數(shù)提p繡需風(fēng)量斃（棟m隸3腿/mi孟n聽）旦穆斯鐵立另沃諾寧阿通風(fēng)手冊夜200繩1.02絲7滋927懲219柳507搭400啄1.05全4匹1311酬脖219每791戰(zhàn)600掉1.08字2茫1605拖燒219豆1019生狠800鑼1.11誰0克1854脈專219帳1213蜜轉(zhuǎn)1000醫(yī)1.14鄙0腿2072爆傲219踢1383奪神1200內(nèi)1.17肚0督2270劑予219蔽1535懶聞1400刷1.20殺1攪2452村迎219艱1671把籍1600矮1.23功3罩2621巷招219經(jīng)1795辱魯1800固1.26蔽6敞2781覆館219涉1909販火2000揉1.29領(lǐng)9秧2801問黃219帶1894購烤不同公式右計算需風(fēng)蟻量比累較曉書瞧毅圖掏1挖據(jù)上圖分均析可知，視沃諾寧公介式計算需壤風(fēng)量為常旋數(shù)鏟219大m格3上/mi妥n吐，扒通過與以節(jié)往同類型推工程需風(fēng)窮量進(jìn)行類安比發(fā)現(xiàn)，鑄其結(jié)果比舉較合理，慧其余兩個底公式雖然稍需風(fēng)量隨鳳開挖深度低增加而增心大，但結(jié)匠果遠(yuǎn)大于料沃諾寧公定式計算值姿，需風(fēng)量相偏大，究塔其原因是網(wǎng)漏風(fēng)系嗓數(shù)仰p需所決定俘，托p著將漏風(fēng)系糠數(shù)表達(dá)為圓開挖長度捆（相應(yīng)即組風(fēng)管長度爛）的函數(shù)闊，風(fēng)管越但長，漏風(fēng)導(dǎo)量越大，強需梢風(fēng)量也就情越大，但注對于混合母式通風(fēng)來么說，由于鬼沒有柴油嬌機械沿程濤排放，故牧乏氣不會偶污染工作覺面以外洞痕身，排風(fēng)霜散煙主要廁針對工作汪面炮煙，奏需風(fēng)量受圣風(fēng)管長度渴的影響不首大，這與畫沃諾寧公摘式的計算替原理是一織致的，《雀施工組織驅(qū)設(shè)計手冊牌》對混合幣式通風(fēng)也俗推薦采用乏沃諾寧公齊式，根據(jù)搜以上考慮幅，本工程輩爆破散煙扣需風(fēng)量采燥用沃諾寧雀公式。影即捉Q晌r堵3拋壓東=219掠m膏3腔/mi嚼n鋤。到②能吸出式通鋼風(fēng)計算緣Q傅r善3促吸州=1.2打5×Q頌r日3偶壓惹=1.2嚼5×21夾9崖＝倉274m范3躲/mi寬n圍。辭③廊散煙總通甩風(fēng)計算齒Q炎r3剃=Q綁r安3鄰壓纏＋幟Q湖r裙3么吸邪=493縫m常3獎/mi睡n緒。暗按規(guī)范規(guī)固定，當(dāng)洞揚井海拔高國程騾在先1000耳m捏以上時，邁爆破散煙胸需風(fēng)量應(yīng)使除以高程硬修正系數(shù)炭，查高程耍修正系數(shù)察表可知高備程修正系柴數(shù)單為配0.6神2稍，故弱，叼Q額r3感=79嚴(yán)5m腸3小/mi昌n開。屯經(jīng)比較清，平Q鴿r3披大獎于塔Q艱r1釘及牽Q撥r2束，故本工傾程需風(fēng)神量小Q澆r秧=Q象r3率=795闊m耍3孟/mi遵n途。棍3鑼、通風(fēng)布假置逢通風(fēng)設(shè)備兼布置采用梢長壓短束抽需—插前壓后抽折方式，壓投風(fēng)管口距宣離工作籃面唯10紀(jì)m黎，抽風(fēng)管考口距離工睬作發(fā)面想30蠢m(xù)香，風(fēng)機均代采傻用當(dāng)MFA9型0P2-腿SC4虛4倆雙級對旋男式軸流風(fēng)倆機，風(fēng)量嫂可分兩級瞞提供，最撐大風(fēng)淹量飼1000卻m孩3歲/mi牙n鉛，功配率饒37×2濾k寬w縣，由于抽謹(jǐn)風(fēng)機布置夕在洞內(nèi)，饞風(fēng)管均可棒采醋用攝600m找m海柔性風(fēng)管趨，由于炮熔煙的熱效偽應(yīng)作用，挨壓風(fēng)管布關(guān)置在下方景，抽風(fēng)管彩布置在頂謠拱，布置勉見灶圖矛2罩所示。4、結(jié)語洋（狡1雄）混合式陣通風(fēng)是中殃小斷面長換獨頭隧洞胃有軌運輸療通風(fēng)的有頌效手段。性對于有軌慰運輸來說瓦，由于進(jìn)興洞柴油機近械少，故艱隧洞沿程畝空氣污染模不大，乏液氣不會污辱染工作面王以外洞身毯，施工通煮風(fēng)重點是務(wù)爆破散煙輕，而混合刑式通風(fēng)原擴理就是主燦要針對工眼作面炮煙昆有害氣體販，故有軌爽運輸采用御混合式通訪風(fēng)更能體喜現(xiàn)其優(yōu)越虎性。宜隧洞通風(fēng)亭布置示意悼圖偽亦層圖押2竟（弟2緣）對高海件拔地區(qū)，真人員需風(fēng)嘆量及散煙羽需風(fēng)量須和作較大修葡正，但排卸