客运专线缙云山低瓦斯隧道压入式通风技术

黄小军

摘要：在我国交通设施的快速发展过程中，隧道施工穿越煤系地层也将越加频繁，随之带来的就是瓦斯事故的不断增加。有效的提高隧道瓦斯危险检测手段和预防方法是减轻瓦斯事故带来灾害的重要措施之一。文章通过成渝客运专线缙云山隧道现场施工特点，对隧道通风设计、方案选择、设备选型等进行详细分析，对类似隧道通风处理提供了参考。

关 键 词：客运专线低瓦斯隧道压入式通风风机

中图分类号： F560.83 文献标识码：A 文章编号：

Abstract：In China, the rapid development of traffic facilities, tunnel through coal measures strata will be more and more frequent, the attendant is constantly increasing gas accident. Effectively improve the tunnel gas risk detection means and prevention method is to reduce the gas accident is one of the important measures to bring disaster. This article through the Chengyu passenger dedicated line characteristics of construction site of Jinyun Mountain tunnel, tunnel ventilation design, scheme selection, the selection of equipment are analyzed in detail, the similar tunnel ventilation treatment provides the reference.

Key Words：Passenger dedicated line；Low gas tunnel；Pressure ventilation；Wind machine

1工程介绍

缙云山隧道位于重庆市境内壁山县～九龙坡区段，起讫里程为DK275+355～DK278+530，中心里程DK276+942.5，全长3175m， 隧道位于半径8000m的右偏曲线上，隧道进口段纵坡为20‰的上坡，变坡点DK275+750后纵坡为3.9‰的上坡，出口段DK277+800后纵坡为3‰的下坡。本隧道设置贯通斜井一座，位于线路左侧，斜井与正洞相交里程为DK277+480.26，斜井长185.5m，最大坡度6%。

2隧道通风原则

（1）选取正确的隧道施工通风方式，尽量采用能耗低、维修管理方便。

（2）隧道内安装水幕降尘设备，配置专用洒水车，尽量减少洞内扬尘。

（3）在隧道断面净空允许的情况下，尽可能采用大直径风管配大风量通风机，以减少能耗损失，主洞风管直径不宜小于1.5米。

（4）在隧道斜井与正洞交叉口制作风房，风房与新鲜空气通道和通风机连接，向各掌子面供风。

3隧道通风设备的选择

由于缙云山隧道设计定性为低瓦斯隧道，而施工通风则是稀释和排放瓦斯的最有效方法，拟采取压入式通风。

3.1通风设备配置原则

（1）通风机产生的风量不能小于理论计算风量；

（2）通风机直径与选取通风管直径不能差别太大；

（3）风机全压值不小于管道总阻力（工作风压）。

3.2风量计算

按稀释和排除炮烟所需风量计算的公式很多，此处采用如下公式计算。

公式：

式中：t—放炮后通风时间，取60分钟；

G—单次爆破最大装药量，取300Kg；

Q—淋水系数，取0.3；

b—炸药爆炸时的有害气体生成量，岩层中取40；

ξ—风管漏风系数，见下计算；

A—隧道半断面面积，取最大值150m2；

L—最长通风距离，进出口正洞段取1000m，斜井正洞去1500m；

由此得：

考虑弯道风损，按85%有效考虑，故斜井正洞段设计为2155m3/min。

故，正洞设计风量取1517m3/min，斜井设计风量取2262m3/min。

3.3通风系统设计

3.3.1漏风系数

隧道进出口段：根据施工安排通风机距掘进面最大长度按L=1000m，斜井段长度L=1500m，取大值计算。

公式：

式中：ξ—风管漏风系数；

β—百米漏风率，取1%；

L—风管长度。

正洞风管漏风系数 =1.106，(β=0.01，L=1000m)

斜井正洞风管漏风系数 =1.163，(β=0.01，L=1500m)

3.3.2风机供风量

通风机供风量：

式中：μ—通风安全富裕度；

Qmax—工作面最大风量。

则进出口正洞Qmax供=1.106×1517=1677.8m3/min，取：1700m3/min。

斜井正洞Qmax供=1.163×2262=2630.7m3/min，取：2650m3/min。

3.3.3风管选型

根据以往施工经验、隧道断面以及目前常用性能稳定的风机选定通风管直径，同时还需考虑减少通风阻力以及风管的内压承受能力，取风管风速1200m/min，则风管直径为：

式中：d—设计风管直径；

Q—设计通风量，长距离通风系统设计风量应取风机风量与工作面风量的几何平均值： ；

v—设计风管风速。

计算得风管直径为进口段1.31m，斜井段1.61m，考虑到缙云山隧道为低瓦斯隧道，为排出有毒有害气体、设备废气及灰尘，改善洞内环境条件，确保充裕的新鲜空气，依据市场上通风管规格型号，隧道进口段正洞通风管直径选择1.5m，斜井段通风管直径选择1.8m，成都建通达工程机械有限公司供给的阻燃、抗静电柔性风管。

3.3.4风压计算

(1)风管沿程阻力

风管沿程阻力计算公式：

式中：a—风管通风摩擦阻力系数， ，取 ；

d—风管直径；

L—风管长度，隧道进出口取1000m，斜井段取1500m；

Q—风量，隧道进出口段取27 m3/s，斜井正洞段取41m3/s。

计算得进出口段风管沿程阻力H沿=1248pa，斜井正洞段H沿=1735pa。

(2)风管接头局部阻力

风管接头局部阻力计算公式：

式中：n—风管接头数目，按10m接一次计算；

ξ2—风管接头局部阻力系数，0.05～0.15，取0.15。